Stlačený vzduch hraje klíčovou roli v mnoha průmyslových aplikacích, a je proto důležité zajistit, aby splňoval požadované normy čistoty. V následujícím článku se podíváme na různé třídy kvality stlačeného vzduchu a jejich význam pro konkrétní průmyslové aplikace.

ISO 8573-1: Třídy kvality stlačeného vzduchu a jejich aplikace

Vzduch pro míchání: Tato aplikace vyžaduje kvalitu 3-5-1. Znamená to, že může obsahovat částice do velikosti 5 μm, musí být chlazeno na -7°C TRB a může obsahovat olej v množství do 1,0 mg/m³.

Vzduch pro lakýrská: Kvalita vzduchu je 2-4-1, což značí částice do 1 μm, chlazení na -40°C TRB a obsah oleje do 1,0 mg/m³.

Těžké pneumatické motory: Pro tuto aplikaci je vhodná kvalita 4-5-3, s částicemi do 5 μm, chlazení na -20°C TRB a obsahem oleje do 15 mg/m³.

Stříkací pistole, lakovači aplikace: Kvalita 2-4-1 je ideální, s částicemi do 1 μm, chlazení na -40°C TRB a obsahem oleje do 1,0 mg/m³.

Obalící stroje: Pro tyto stroje je vhodná kvalita 1-4-1, s částicemi do 1 μm, chlazení na -40°C TRB a obsahem oleje do 1,0 mg/m³.

Dielenský vzduch, obecně: Zde je požadována kvalita 3-6-5, s částicemi do 15 μm, chlazení na -20°C TRB a obsahem oleje do 25 mg/m³.

Stavebnictví: Třída 4 s obsahem částic 5 μm, teplotou rosného bodu +3°C TRB a obsahem oleje 5,0 mg/m³.

Převoz dřevních materiálů: Třída 3 má obsah částic 5 μm, teplotu rosného bodu +7°C TRB a obsah oleje 1,0 mg/m³.

Balíčkování potravin a nápojů: Třída 1 se vyznačuje obsahem částic 0,1 μm, teplotou rosného bodu -70°C TRB a obsahem oleje 0,01 mg/m³.

A mnoho dalších aplikací má své vlastní specifikace týkající se kvality stlačeného vzduchu.

Pevné částice mohou být zachyceny vhodným filtrem nebo kombinací více filtrů. První obrannou linií proti pevným částicím je vstupní filtr kompresoru, který ale odstraní částice o velikosti až 25 μm. Pro další čištění se umisťují filtry před sušičkami nebo za nimi.

Při výběru filtru se zaměřte na tři hlavní aspekty:

1. Potřebná čistota vzduchu: Je třeba zjistit, jakou čistotu vzduchu potřebujete pro svůj provoz. Informace o tom naleznete v normě ISO 8573-1. Podle požadované čistoty si pak můžete vybrat vhodný typ filtru, ať už jde o mikrofiltr, filtr s aktivním uhlím atd.

2. Tlak vzduchu na vstupu: Zvolte model filtru, který odpovídá tlaku stlačeného vzduchu ve vašem obvodu.

3. Objemový průtok vzduchu: Filtr by měl být dimenzován podle množství vzduchu, které má procházet. Tento objemový průtok je kritickým parametrem kompresoru či sušičky a může být označován jako výkon, výtlak či průtok. Obvykle je měřen v litrech za minutu (l/min), ale někdy také v m3/hod. Pro snadný převod: 1 m3/hod = 16,67 l/min. Existují i další jednotky pro objemový průtok, například litry za sekundu. 

Každý filtr, stejně jako další zařízení, ať už je to sušička či armatura, má za následek tlakovou ztrátu. Filtrujte proto jen tolik, kolik je skutečně potřeba.

Sice můžete vyrovnat tlakovou ztrátu zvýšením tlaku na výstupu z kompresoru, ale to má svou cenu. To znamená vyšší spotřebu energie (zvýšení o 6 až 10 % při zvýšení tlaku o 1 bar). Navíc se s rostoucím tlakem zvyšuje teplota stlačeného vzduchu, což vede k vyšší vlhkosti.

Předfiltry a prachové filtry s hrubšími filtračními elementy obvykle způsobují menší tlakovou ztrátu. Naopak, jemné filtry určené k zachycení oleje a vlhkosti mají vyšší tlakovou ztrátu. K minimalizaci tlakové ztráty přispívá i pravidelná výměna filtrů. Ucpaný filtr vede k většímu poklesu tlaku než čistý filtr.

Kde umístit filtry pro stlačený vzduch Na vstupu kompresoru je vhodné mít filtr, který zachytí hrubší částice a tak chrání kompresor před poškozením.

Před sušičkou kondenzačního typu a za chladičem a vzdušníkovým zařízením je doporučeno zařadit filtr s většími póry, který brání vstupu pevných částic do sušičky.

Po kondenzační sušičce je dobré mít filtr s menšími póry pro odstranění zbytků kondenzátu.

Před sušičkou pracující na principu adsorpce by měl být filtr, jenž ji ochrání před olejovými nečistotami. Za tímto zařízením se doporučuje mít filtr s většími póry.

Filtry s pravidelnými otvory, známé jako předfiltry či hrubé filtry Takto konstruovaný filtr odfiltruje částice ze stlačeného vzduchu před jeho vstupem do sušičky. Efektivně zachytává částice větší než 3 μm, ale s menší účinností u oleje, vody či drobných částic. Jejich filtrační elementy, např. z porézní keramiky nebo plastu, jsou snadno vyměnitelné.

Mikrofiltry s neuspořádanou strukturou (hrubý filtr) Po průchodu stlačeným vzduchem kondenzační sušičkou, pokud vzduch stále obsahuje nečistoty, je vhodné zařadit tento filtr. Redukuje množství oleje v vzduchu a zadrží částice od velikosti 0,01 μm. Olejové částice se shromažďují a poté klesají na dno filtru díky gravitaci.

Filtry s aktivovaným uhlím (jemný filtr) Po projití stlačeného vzduchu sušičkou a filtračními prvky v něm mohou zůstat olejové zplodiny. Takový filtr sníží množství oleje v vzduchu. Pracuje na základě adsorpce: vzduch prochází přes aktivní uhlí a nečistoty se na něj vážou.

Olej v atmosféře může být v aerosolové formě nebo jako pára. Aerosolový olej zachytává kvalitní standardní filtr, zatímco olejovou páru zachytává filtr s aktivním uhlím. Účinnost a životnost tohoto uhlí závisí na teplotě stlačeného vzduchu a jeho vlhkosti.

Vodu v stlačeném vzduchu eliminuje vhodná sušička umístěná za kompresorem. Více informací o sušení vzduchu můžete najít v článku Proč a jak sušit vzduch.

Kondenzační sušičky stlačeného vzduchu: Jak to funguje?

Kondenzační sušičky stlačeného vzduchu se využívají k odstranění vlhkosti ze stlačeného vzduchu. K tomu dojde díky chlazení vzduchu na teplotu pod tlakovým rosným bodem, čímž se vodní pára v něm transformuje na kapalnou formu. Jak to vše probíhá?

1. Snížení teploty vzduchu: Vzduch je typicky ochlazován na hodnoty kolem +3 °C či +5 °C. K tomuto účelu se v sušičce nachází výměník tepla. V něm chladivo odebírá teplý vzduch, čímž jej ochlazuje. Důležité je, že výměník tepla má dva samostatné okruhy – jeden pro chladivo a druhý pro vzduch, což zabraňuje přímému kontaktu vzduchu s chladivem. Chladivo je do systému vtlačováno kompresorem. Když chladivo projde výměníkem tepla a odebere teplotu od vzduchu, je potřeba jej znovu ochladit – k tomu slouží ventilátor. Pro správnou funkci celého systému je nezbytná kontrola a regulace teploty chladiva.

2. Odvodnění vzduchu: Po ochlazení výměníkem tepla je vzduch s kapičkami vody vedens k cyklónovému odlučovači. Tyto odlučovače fungují na základě gravitačních a setrvačných sil, což je dáno rozdílem hustot mezi vzduchem a vodou. Co je skvělé na těchto odlučovačích, je fakt, že neobsahují žádné pohyblivé části, což značně snižuje potřebu údržby. V průběhu procesu v odlučovači se kapičky vody shromažďují na jeho stěnách díky odstředivé síle. Tyto kapky pak stékají dolů do kuželové části a jsou odtud vyvedeny pomocí elektrického ventilu.

Díky těmto krokům kondenzační sušičky efektivně odstraňují vodní páru ze stlačeného vzduchu, což je nezbytné pro mnoho průmyslových aplikací, kde je třeba čistý a suchý vzduch.

Adsorpční sušičky: Princip a fungování

Adsorpční sušičky stlačeného vzduchu využívají princip adsorpce k odstranění vlhkosti ze vzduchu. Adsorpce je proces, při kterém atomy, ionty nebo molekuly (adsorbáty) z plynu, kapaliny nebo pevné látky adherují na povrchu jiného materiálu (adsorbentu). V tomto kontextu je adsorbentem sušicí materiál a adsorbátem je vodní pára ve vzduchu.

Jak adsorpční sušičky fungují?

1. Sušicí materiál: Většina adsorpčních sušiček obsahuje velmi porézní sušicí materiály, které mají schopnost vázat na sebe molekuly vody z procházejícího vzduchu. Nejčastěji používané materiály zahrnují aktivovaný oxid hlinitý (alumogel) a silikagel. Tyto materiály jsou vybrány kvůli jejich vysoké adsorpční kapacitě a afinitě k vodě.

2. Dvoucestný systém: Pro kontinuální provoz sušičky bez přerušení je zde dvojice věží (A a B), které se střídají v činnosti. Zatímco jedna věž (např. A) suší vstupní vzduch, druhá věž (B) regeneruje svůj sušicí materiál.

3. Proces sušení: Stlačený vzduch vstupuje do sušičky a je nejprve filtrován, aby byly odstraněny pevné částice. Následně proudí přes sušicí materiál v jedné z věží (řekněme A). Během tohoto procesu sušicí materiál váže molekuly vody, což vede k tomu, že z věže vychází suchý vzduch. Jakmile je sušicí materiál v věži A nasycen vodou a již nemůže více vody absorbovat, systém automaticky přepne tok vzduchu do věže B.

4. Regenerace: Aby sušička mohla nepřetržitě fungovat, je nezbytné pravidelně obnovovat (regenerovat) sušicí materiál. Když je věž A v procesu sušení, věž B prochází regenerací. Během tohoto procesu je sušicí materiál vystaven malému proudu již vysušeného vzduchu, který odstraní nasbíranou vlhkost a připraví materiál k dalšímu cyklu sušení.

Díky tomuto střídavému systému může adsorpční sušička poskytovat nepřetržitý tok suchého vzduchu s minimální spotřebou energie.

Díky schopnosti dosáhnout extrémně nízkého tlakového rosného bodu, až do –75°C, jsou adsorpční sušičky ideálním řešením pro aplikace, kde je požadavek na mimořádně suchý stlačený vzduch. Jejich vlastnosti je činí ideálními pro řadu průmyslových odvětví:

• Elektronický průmysl: Při výrobě a montáži elektronických komponent je klíčové zabránit jakékoli vlhkosti, která by mohla poškodit citlivé komponenty nebo způsobit elektrické zkraty.
• Farmaceutický průmysl: Čistota a kvalita stlačeného vzduchu jsou zde nezbytné pro výrobu léčiv, kde může přítomnost vlhkosti ovlivnit kvalitu a trvanlivost produktu.
• Potravinářský a nápojový průmysl: Stlačený vzduch se často používá v různých fázích výroby a balení potravin a nápojů. Suchý vzduch minimalizuje riziko kontaminace potravin a zaručuje jejich delší trvanlivost.
• Mrazivé klimatické podmínky: V oblastech, kde teploty často klesají pod bod mrazu, může kondenzace vlhkosti ve stlačeném vzduchu rychle zmrznout a způsobit zablokování nebo poškození zařízení.

Vzhledem k těmto vlastnostem a potřebám různých průmyslových odvětví je jasné, proč jsou adsorpční sušičky tak žádaným řešením tam, kde je nutné zajistit maximální suchost stlačeného vzduchu.

Princip fungování membránových sušiček stlačeného vzduchu

Membránové sušičky fungují na základě fyzikálního procesu zvaného selektivní permeace. Toto zařízení využívá tisíce mikroskopických membránových vláken, které jsou schopny selektivně propouštět molekuly vody z vlhkého stlačeného vzduchu.

Když vlhký stlačený vzduch proudí vnitřním prostorem těchto vláken, molekuly vody pronikají stěnami membrány do vnějšího prostoru, zatímco suchý vzduch pokračuje dále bez ztráty svého objemu. Výsledkem je, že z membránové sušičky vychází suchý vzduch.

Aby se zajistilo efektivní odstranění molekul vlhkosti, část vysušeného vzduchu (typicky mezi 10 až 20 %) je recirkulována zpět vně membránových vláken. Tento recirkulovaný vzduch slouží jako „odpouštěč“, který odvádí nasbíranou vlhkost a udržuje membránu v suchém stavu.

Výhody membránových sušiček:

• Bez pohyblivých částí: Díky absenci mechanických částí mají membránové sušičky delší životnost a vyžadují minimální údržbu.
• Energetická účinnost: Nepotřebují elektrický proud k provozu, což může snižovat provozní náklady.
• Kompaktnost a flexibilita: Jsou menší a lehčí než mnoho jiných sušiček, což je činí ideálními pro aplikace s omezeným prostorem.
• Spolehlivost: Díky jednoduchému designu a absenci pohyblivých částí jsou velmi spolehlivé.

Membránové sušičky jsou často využívány v aplikacích, kde je potřeba kontinuální dodávka suchého vzduchu a kde je důležitá energetická efektivita a spolehlivost.

Jakou čistotu stlačeného vzduchu potřebuju pro svůj konkrétní účel? Požadavky na čistotu stlačeného vzduchu se liší například v dílně pro čištění dílů a ve stavebnictví oproti použití ve měřicí technice nebo pneumatickém přepravu potravin. Informace o třídách čistoty podle ISO 8573-1 najdete v příslušné normě nebo v tabulce 2. Jakou čistotu vzduchu potřebuji, aby nedošlo k poškození válců, ventilů a dalších prvků v rozvodu? Používání kontaminovaného stlačeného vzduchu v pneumatických systémech, např. pro pohony manipulátorů, může vést k zadření válců, zanesení trysek a dalším problémům. Jakou čistotu má stlačený vzduch, který produkuje můj kompresor? Pokud vzduch z kompresoru nesplňuje požadované standardy, je vhodné zvážit zakoupení odpovídajících filtrů nebo zařízení pro úpravu stlačeného vzduchu.

Mnoho lidí, kteří se odvolávají na ISO 8573-1 a využívají ji, často nemají její úplné znění a místo toho se spokojí s propagačními materiály. V důsledku toho se opomíjí další obsah zmíněné normy ISO 8573-1. Tyto vynechané detaily jsou kritické, neboť poukazují na další části série ISO 8573, konkrétně části 2 až 9, které se věnují testování různých druhů kontaminantů. Jako příklad: V oddíle 5.2 o Částicových třídách dle normy ISO 8573-1 se uvádí: “Definice a kategorizace částicových tříd najdeme v tabulce 1. Měření se provádí v souladu s normou ISO 8573-4 a dle potřeby také s normou ISO 8573-8”. V sekci 5.3 o Třídách vlhkosti a tekuté vody normy ISO 8573-1 je uvedeno: “Třídy vlhkosti a tekuté vody jsou specifikovány v tabulce 2. Měření se provádí v souladu s ISO 8573-3 a dle potřeby také s ISO 8573-9.” V části 5.4 o Olejových třídách normy ISO 8573-1 je napsáno: “Olejové čistotní třídy jsou popsány a definovány v tabulce 3. Měření kapalných olejů a aerosolů se provádí podle normy ISO 8573-2. U tříd 3, 4 a X se nepředpokládá, že by obsah olejových par významně ovlivnil celkovou koncentraci, proto měření par je volitelné. Pokud je třeba měřit olejové páry, aplikuje se norma ISO 8573-5.” Norma ISO 8573-1 jasně stanovuje, že pokud si uživatel přeje provádět testy na svém systému stlačeného vzduchu a klasifikovat ho podle ISO 8573-1, musí využít testovací metody a nástroje uvedené v částech 2 až 9 normy ISO 8573. ISO 8573-1 je běžně citována pro definování čistoty stlačeného vzduchu, ale často není správně využívána k ověření jeho skutečné čistoty. Jedním z důvodů je omezené využívání částí 2 až 9 normy ISO 8573. Proč jsou části 2 až 9 normy ISO 8573 tak málo využívány? Části 2 až 9 normy ISO 8573 byly vypracovány s cílem poskytnout co možná nejvíce přesné měření hlavních kontaminantů v systémech stlačeného vzduchu. K testování podle těchto norem je nezbytné zakoupit všech devět standardních dokumentů, což se často neděje kvůli vysokým nákladům. Po nákupu nastávají další náklady, protože normy mají specifikovanou metodologii zkoušení (k získání reprezentativního vzorku kontaminantů) a zkušební zařízení (k dosažení přesných výsledků). Jak vzorkovací zařízení, tak testovací nástroje přinášejí značné výdaje. Dále, vzorkovací zařízení je specifikováno pro konkrétní testovací bod v systému stlačeného vzduchu (na základě velikosti trubek, průtoku atd.). Tyto vzorky často vyžadují mnoho míst pro odběr vzorků, což zvyšuje celkové náklady na zkoušení. Některé metody odběru a testování jsou komplikované a neumožňují okamžité výsledky. Často vyžadují další laboratorní vybavení a zapojení vyškolených expertů, což dále zvyšuje náklady na zkoušení a ověřování v souladu s částmi 2 až 9 normy ISO 8573. Mnoho subjektů nyní požaduje „kontinuální“ monitorování kvality vzduchu. Mnozí výrobci nyní uvádějí zařízení, která údajně splňují normu ISO 8573-1, ale výsledky lze dosáhnout pouze se zařízeními určenými k tomu. U mnoha zařízení se uvádí, že splňují normu ISO 8573-1, ale neuvádí se, jak bylo dosaženo potřebné kvality vzduchu, jaké testovací metody byly použity a zda byly výsledky ověřeny v souladu s částmi 2 až 9 normy ISO 8573. Je důležité si uvědomit, že pouhé citování normy ISO 8573-1 není dostatečné pro zajištění kvality vzduchu. Pro skutečné ověření kvality vzduchu je nezbytné dodržovat všechny příslušné části série ISO 8573. Za tímto účelem byly vyvinuty nové technologie a produkty, které poskytují přesnější a rychlejší výsledky. Tyto nové metody a technologie často výrazně snižují náklady na zkoušení a ověřování v souladu s normou ISO 8573. K těmto novým technologiím patří například rychlé testery částic, kontinuální monitory vlhkosti a analyzátory oleje. Tyto zařízení poskytují výsledky v reálném čase a umožňují rychlejší reakci na problémy s kvalitou vzduchu. Závěr: Ačkoli norma ISO 8573-1 je široce citována jako standard pro kvalitu stlačeného vzduchu, je nezbytné pochopit, že skutečná ověření kvality vzduchu vyžadují dodržení všech relevantních částí série ISO 8573. Pro ty, kteří se snaží dodržovat tuto normu, je důležité pochopit, že k dosažení skutečného ověření kvality vzduchu je nezbytné zakoupit a dodržovat všechny části normy, včetně částí 2 až 9. S vývojem nových technologií a metod se ovšem náklady na ověření mohou snížit a stát se tak dostupnějšími pro širší veřejnost. Je důležité mít na paměti, že i když může být nákladné dodržovat všechny aspekty normy, náklady na nedodržení mohou být mnohem vyšší, zejména pokud dojde k poškození zařízení nebo produktů kvůli kontaminaci stlačeným vzduchem.

Zkoušení podle řady ISO 8573

Zkušební zařízení pro testování stlačeného vzduchu podle ISO 8573:

Po výběru a implementaci vhodné metody odběru vzorků je třeba se soustředit na zkušební zařízení, které zajistí správné a přesné měření kontaminace stlačeného vzduchu.

1. Částicové počítadlo: Toto zařízení měří pevné částice v stlačeném vzduchu. Poskytuje informace o množství a velikosti částic ve vzduchu.
2. Analyzátory vlhkosti: Slouží k detekci a měření vodní páry v stlačeném vzduchu. Přítomnost vlhkosti může ovlivnit kvalitu vzduchu a jeho aplikace.
3. Analyzátory oleje: K detekci a měření aerosolů oleje a par oleje v stlačeném vzduchu.
4. Mikrobiologické testovací sady: Používají se k zjištění a kvantifikaci bakterií a jiných mikroorganismů ve vzduchu.
5. Sady pro sběr vzorků a laboratorní analýzu: V určitých situacích může být nutné odeslat vzorky do laboratoře pro hloubkovou analýzu, zejména pokud je potřeba identifikovat konkrétní kontaminanty.
6. Regulátory tlaku a průtoku: Jsou nezbytné pro kontrolu průtoku a tlaku vzduchu během odběru vzorků, obzvláště při izokinetickém vzorkování.
7. Vzorkovací sondy a adaptéry: Tyto komponenty jsou klíčové pro správný odběr vzorků ze systému stlačeného vzduchu.

Důležité je také poznamenat, že všechna zkušební zařízení by měla být pravidelně kalibrována a ověřována, aby bylo zajištěno, že výsledky měření jsou přesné a konzistentní.

ISO 8573-2:2018 Olejový aerosol

Tato specifikace normy ISO 8573 jasně ukazuje, jak důležité je provádět správné a přesné odběry vzorků a následné testování, aby bylo zajištěno, že stlačený vzduch splňuje požadovanou kvalitu.

Základní principy metod odběru vzorků:

1. Metoda A – Plný průtok: Při této metodě prochází stlačený vzduch skrze koalescenční filtr, který zachytává většinu kontaminantů ve vzduchu.
2. Metoda B1 – Plný průtok: Tato metoda využívá třívrstvý membránový filtr (nebo více vrstev podle potřeby) pro odběr vzorku stlačeného vzduchu.
3. Metoda B2 – Částečný průtok izokinetika: Tato metoda je podobná metodě B1, ale s tím rozdílem, že se používá izokinetické vzorkování, což znamená, že rychlost vzduchu v sondě je stejná jako rychlost vzduchu v potrubí.

Jak je vidět z vybavení potřebného pro metody B1 a B2, obě metody vyžadují zařízení, která měří různé parametry, jako jsou vlhkost, tlak a teplota, což je nezbytné pro zajištění přesnosti výsledků testování.

Zmínka o testování olejových par podle normy ISO 8573-5 zdůrazňuje důležitost měření různých form oleje v stlačeném vzduchu. Zatímco některé metody mohou zachytit kapalné částice oleje, parní fáze může uniknout detekci, pokud není správně měřena. Proto je důležité provádět oba testy a sečíst výsledky, aby bylo zajištěno, že celková hladina oleje je v souladu s požadavky normy.

Pokud společnosti záleží na kvalitě stlačeného vzduchu, zejména v citlivých aplikacích, jako je potravinářství nebo farmaceutika, je důležité řádně provádět odběry vzorků a testování v souladu s touto normou. Pravidelné testování a monitorování také pomáhají zajistit, že zařízení pro stlačený vzduch pracuje správně a efektivně.

ISO 8573-3:1999 Vlhkost (rosný bod)

Klíčové body z textu:

1. Metody odběru vzorků: Existují dvě hlavní metody, jedna je pro plný průtok, kde je sonda vložena přímo do hlavního proudu vzduchu, a druhá je pro částečný průtok s využitím obtokové trubice, která umožňuje regulovat rychlost proudění.
2. Zařízení pro částečný průtok: Pro měření částečného průtoku je potřeba vlhkoměr a zařízení pro regulaci průtoku (obtoková trubka/průtokoměr/regulátor).
3. Typy vlhkoměrů: Vlhkoměry s chlazeným zrcadlem jsou považovány za nejpřesnější, ale mohou být drahé a choulostivé. Pro běžné použití a měření na místě jsou vhodnější vlhkoměry využívající elektrickou metodu snímání.
4. Měření rosného bodu: Vlhkost může být měřena buď při atmosférickém tlaku (ADP) nebo při systémovém tlaku (PDP). Je důležité určit, který z těchto dvou údajů je prezentován, protože se mohou lišit.
5. Vybavení pro měření rosného bodu: K měření rosného bodu v extrémně nízkých hodnotách (např. -70 °C PDP) je potřeba použít PTFE nebo nerezové vzorkovací trubky kvůli jejich charakteristikám.

V současné době je mnoho technologií dostupných pro měření vlhkosti ve stlačeném vzduchu. Jaký způsob měření je vhodný závisí na konkrétním použití, požadavcích na přesnost, rozpočtu a dalších faktorech.

Digitální vlhkoměry: Jak bylo zmíněno, digitální vlhkoměry využívají různé metody snímání, včetně kapacitního, odporového a vodivostního principu. Tyto metody mohou poskytnout rychlé a přesné výsledky. Výhodou je možnost „reálného času“, což znamená, že poskytují okamžité informace o stavu vlhkosti ve stlačeném vzduchu.

Pro některé aplikace, kde je potřeba neustálé monitorování a regulace vlhkosti ve stlačeném vzduchu, může být digitální vlhkoměr nejlepší volbou.

Trubice s chemickým detektorem: Jak bylo uvedeno, trubice s chemickým detektorem poskytují hodnotu mg H₂O/m3, ale pro určení tlakového rosného bodu je potřeba provést více výpočtů. Tyto trubice mohou být vhodné pro specifické aplikace, ale mohou vyžadovat více ručních operací a interpretací než digitální vlhkoměry.

Závěrem, výběr vhodného vlhkoměru závisí na konkrétních požadavcích a podmínkách aplikace. Pro některé aplikace může být důležitá vysoká přesnost a možnost měření v reálném čase, zatímco v jiných případech může být důležitější nákladová efektivnost nebo specifický typ měření, který zařízení nabízí.

ISO 8573-4:2019 Částice

Metody odběru vzorků: V normě jsou uvedeny různé metody pro měření velikosti a počítání částic ve stlačeném vzduchu:

1. Vzorkovací kotouč a stanovení velikosti/počítání světelnou optickou mikroskopií (≥5,0).
2. Vzorkovací kotouč a stanovení velikosti/počítání pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu (≥0,005 mikronu).
3. Optický přístroj pro určování velikosti částic a jejich počítání (≥0,06 až ≤100 mikronů).

Optické metody: Přístroje na měření velikosti a počítání částic pracují na principu měření rozptylem světla:

• Optický aerosolový spektrometr (OAS) s rozsahem (≥0,06 až ≤100 mikronů) je vhodný pro měření větších velikostí částic a vysokých koncentrací.
• Optický čítač částic (OPC) s rozsahem (≥0,1 až ≤10 mikronů) je ideální pro detekci menších částic v nízké koncentraci.

Částečný průtok: Pro měření částečného průtoku se využívají:

4. Izokinetické vzorkovací sondy/vzorkovací zařízení.
5. Optický čítač částic (OPC).

Důležité poznámky: Ne všechny OPC mohou měřit v pásmech velikosti částic požadovaných pro klasifikaci podle ISO 8573-1. Je třeba se ujistit, že měřicí přístroj měřil v pásmech velikosti částic: Rozsah měření/pásma požadovaná zkušebním zařízením – 0,5 μm / 0,5 – 1 μm / 1 – 5 μm.

Čítače částic dle normy ISO 8573-4, schopné provádět měření v souladu s touto normou, mohou být nákladné a citlivé přístroje, často vhodné jen pro laboratorní podmínky. Existuje mnoho různých modelů přenosných čítačů částic, které se mohou zdát jako ekonomicky výhodné alternativy. Většina těchto čítačů byla původně navržena pro měření vzduchu v čistých prostorách, ne pro systémy stlačeného vzduchu. Často neměří až k hodnotám specifikovaným v klasifikaci ISO 8573-1, obvykle končí u hodnoty 0,2 nebo 0,3 mikronu a neměří ve třech různých kategoriích.

Mnoho těchto přístrojů také vyžaduje expanzi vzduchu na atmosférický tlak, což může zkreslit výsledky. Měření částic za filtrem je obvyklé kvůli nízkým nákladům těchto čítačů. Toto měření, často nazývané „validační zkouška“, často způsobuje nesrovnalosti mezi uživateli stlačeného vzduchu a dodavateli zařízení. Filtry pro stlačený vzduch, např. koalescenční filtry nebo filtry suchých částic, jsou často označeny jako „nevyhovující“, i když problém může být v metodice měření, zařízení nebo chápání testerů.

Několik příkladů:

• Čítače částic nemusí být vždy správně čištěné.
• Kalibrace může být zastaralá.
• Mnozí testující nerozumí fungování čítačů, což může vést k špatné interpretaci výsledků.
• Některé zařízení zobrazují kumulativní počty, což může vést k dvojímu nebo trojímu počítání částic.
• Do výsledků mohou být započítány kapalné aerosoly, kondenzáty nebo mikroorganismy.
• Ne všechna zařízení měří ve třech požadovaných pásmech podle normy ISO 8573-1, což může vést k nesprávným výsledkům.
• Měřící body mohou být za filtrací, což zahrnuje nečistoty z potrubí a armatur.
• Potrubí a ventily v měřících bodech mohou být zdrojem kontaminace.
• Pokud je koncentrace částic na vstupu do filtru vysoká, bude i koncentrace za filtrem vysoká, pokud filtr nemá 100% účinnost.
• Filtry umístěné v kompresorovně můžou mít zvýšený počet částic kvůli nečistotám z potrubí.
• Potrubí za filtry může zvyšovat počet částic.
• Po servisu filtru mohou být výsledky zkreslené.
• Způsob, jakým se stlačený vzduch používá, může ovlivnit výsledky měření.
• Mechanické rázy na potrubí mohou uvolnit částice.

ISO 8573-5:2001 Olejové páry

Aby byl vzorek reprezentativní, je nezbytné, aby byl oproštěn od rušivých látek, jako jsou například vodní pára či olejové částice. Pro odběr a analýzu olejových par se uplatňuje stálý průtok. Jak teplotní tak i rychlostní parametry by měly být v souladu s doporučeným rozmezím od výrobce měřicího zařízení. Sonda je umístěna do speciální odsávací trubice, která přesměrovává vzduch z hlavního potrubí do měřicí komory. V této komoře se měření provádí při tlaku systému.

Požadované zkušební vybavení:

1. Speciální zařízení pro odběr vzorků.
2. Držák pro membrány a samotné membrány.
3. Vzorkovnice vyrobené z nerezové oceli a s obsaženým adsorbentem.
4. Apparatura pro extrakci s využitím rozpouštědla.
5. Plynový chromatograf pro analýzu vzorků.

Důležité poznámky: Dle normy je možné pro primární detekci olejových par v rámci tohoto segmentu normy ISO 8573 využít chemické detekční trubice. Po jejich využití a identifikaci látek je pro finální a přesné analýzy doporučena metoda plynové chromatografie.

Metody zahrnující extrakci rozpouštědlem:

1. Vzorkování aerosolu: Vzorky se odebírají z prostředí stlačeného vzduchu prostřednictvím impaktoru, filtru nebo jiného vhodného zařízení. Kapalné oleje a aerosoly zachycené v těchto vzorcích jsou poté extrahovány pomocí vhodného rozpouštědla.
2. Vzorkování par: Vzorky se odebírají pomocí absorbčních trubic, které zachytí olejové páry přítomné ve stlačeném vzduchu. Olejové páry jsou poté desorbovány pomocí vhodného rozpouštědla.

Analýza plynovou chromatografií:

Po extrakci rozpouštědlem se získané vzorky analyzují plynovou chromatografií, což je vysoce citlivá a specifická metoda pro detekci jednotlivých složek oleje. Chromatografické profily jednotlivých vzorků se pak porovnávají s referenčními standardy, což umožňuje identifikaci a kvantifikaci jednotlivých složek oleje.

Výhody metody extrakce rozpouštědlem a analýzy plynovou chromatografií:

1. Vysoká přesnost a opakovatelnost: Tyto metody poskytují spolehlivé výsledky s nízkou mírou chyby.
2. Schopnost identifikovat a kvantifikovat různé složky oleje: Pomocí plynové chromatografie je možné rozlišit a kvantifikovat jednotlivé složky oleje, což je užitečné pro analýzu složení oleje a identifikaci přítomnosti kontaminantů.
3. Kompatibilita s normami ISO 8573: Metody jsou plně v souladu s požadavky mezinárodních standardů pro analýzu oleje ve stlačeném vzduchu.

Ačkoli existují různé metody pro detekci oleje ve stlačeném vzduchu, metody založené na extrakci rozpouštědlem a analýze plynovou chromatografií jsou považovány za nejspolehlivější a nejpreciznější. PID a chemické detekční trubičky mohou být užitečné pro rychlé a přibližné testování, ale neměly by být používány pro přesné měření a klasifikaci podle normy ISO 8573-1. Pro spolehlivou a přesnou analýzu oleje ve stlačeném vzduchu je důležité sledovat správné postupy vzorkování a analýzy a používat metody, které jsou v souladu s mezinárodními standardy.

Jedním z hlavních faktorů je rosný bod. Vzduch může obsahovat více páry, pokud je teplejší, bez toho, aby pára začala měnit svůj stav na kapalný. Jakmile se ovzduší dostane pod určitou teplotu, označovanou jako bod kondenzace, začínají se v něm tvořit kapky vody.

Pokud ovzduší dosáhne teploty bodu kondenzace, je plně nasyceno vodní párou (relativní vlhkost ovzduší je 100 %). Při dalším ochlazování pod tuto teplotu se pára mění na kapalnou vodu.

Rosný bod se však mění v závislosti na množství vodní páry v ovzduší. Z grafu je zřejmé: pokud je v ovzduší velké množství páry, začíná se kondenzovat při vyšší teplotě, tedy bod kondenzace je výše. Na druhou stranu, pokud je v ovzduší minimum páry, může být teplejší, aniž by pára přešla do kapalného stavu. Bod kondenzace je v tomto případě nižší.

Pro efektivní sušení ovzduší je cílem snížit jeho obsah vodní páry, takže bod kondenzace odpovídá požadovaným podmínkám. U komprimovaného ovzduší se často mluví o tlakovém bodě kondenzace, což je teplota, kdy vodní pára v něm začne kondenzovat při určitém tlaku.

Pro využití stlačeného ovzduší za standardních podmínek je ideální, aby jeho tlakový bod kondenzace byl o 10 °C nižší než provozní teplota nebo teplota v dílně.

Absolutní vlhkost ovzduší: Množství vodní páry v gramech v jednom kubickém metru (m3) ovzduší.

Relativní vlhkost ovzduší: Porovnání aktuálního obsahu vodní páry v ovzduší s maximálním množstvím páry, které by mohl obsahovat při stejném tlaku a teplotě. Udává se v procentech (%).

Rosný bod (teplota rosného bodu): Je to teplota, při které je ovzduší plně nasyceno vodní párou (relativní vlhkost ovzduší je 100 %). Pokud teplota klesne pod tento bod, dochází ke kondenzaci.

Tlakový rosný bod: Teplota, při které začne vodní pára kondenzovat v komprimovaném ovzduší při určitém tlaku.

Pevné částice: Mezi 140 a 150 miliony znečišťujících částic v každém krychlovém metru vzduchu, a v průmyslovém sektoru je jich dokonce několikrát více. Většina těchto nečistot (80 %) má velikost menší než 2 μm a jsou tak malé, že je vstupní filtr kompresoru nezachytí (typicky zachycuje částice o velikosti 25 μm). Olej proniká do stlačeného vzduchu z pístových a šroubových kompresorů, které využívají olej k mazání. Voda – po ochlazení v potrubí se vodní pára v vzduchu kondenzuje. Informace o původu vlhkosti ve vzduchu a metodách jejího odstranění naleznete v článku Proč a jak sušit vzduch.

Kontaminovaný stlačený vzduch má špatný zápach a může ovlivnit kvalitu vašeho zařízení: Těsnění se rychle opotřebuje a často potřebuje výměnu. Ventily v řídicích obvodech také trpí. Nečistoty z stlačeného vzduchu mohou zasáhnout tlumiče, což snižuje jejich účinnost. Dále mohou zanikat otvory a trysky. Konečné produkty a výrobní zařízení mohou být poškozeny – například pevné částice mohou škrábnout povrchy.

Odkud pochází vlhkost ve stlačeném vzduchu? Stlačený vzduch je vytvořen komprimací okolního vzduchu, který přirozeně obsahuje vodu. Pokud tato voda zůstává v plynné formě jako vodní pára, není to problém. Avšak když se stlačený vzduch na své cestě k zařízením ochladí, může tato pára kondenzovat a stát se kapalinou, což může vést k řadě potíží: zrychlené opotřebení a poškození nářadí a strojů, zablokování ventilů, korozi trubek a zvýšené náklady na servis. Pokud se kvůli tomu musí přerušit provoz, může to způsobit významné finanční ztráty. Výrobky mohou také trpět sníženou kvalitou.

Při výběru materiálu pro potrubní systémy je zásadní zohlednit řadu faktorů, které ovlivňují kvalitu a trvanlivost stlačeného vzduchu. Ocelové potrubí, ať už pozinkované či ne, nabízí vynikající mechanickou pevnost a je vhodné pro široký rozsah tlaků a teplot. Nicméně, pokud hovoříme o korozní odolnosti, zejména vlivem vnitřního a vnějšího prostředí, nerezová ocel a některé slitiny, jako je například měď, jsou výrazně lepší volbou. Tyto materiály také lépe odolávají UV záření a mají lepší vlastnosti při změnách teploty, což je zvláště důležité pro venkovní aplikace nebo prostředí s významnými teplotními výkyvy.

Kromě toho je důležité vzít v úvahu kompatibilitu materiálu s olejovými aerosoly, které mohou být přítomny ve stlačeném vzduchu. Některé materiály, jako je například kunststoffe (plasty), mohou být citlivé na tyto látky a mohou se v průběhu času zhoršovat, zatímco měď a nerezová ocel jsou obvykle odolnější.

Při posuzování investičních nákladů je nezbytné srovnávat jak samotné materiálové náklady, tak náklady na montáž různých potrubních systémů. Není jednoznačná odpověď na otázku „který materiál potrubí je ten správný“, protože každý systém a aplikace má svá specifika. Vždy je třeba zvážit celkové náklady spojené s životností systému, údržbou a potenciálním rizikem koroze nebo jiného poškození materiálu.

Vzhledem k těmto faktorům by měl být výběr systému proveden s ohledem na dlouhodobou kvalitu a stabilitu dodávaného vzduchu, s důrazem na odolné a oxidačně stabilní potrubní systémy, aby se předešlo jakémukoli zhoršení kvality stlačeného vzduchu v průběhu času.

V průmyslu vyžadujícím vysoce čistý stlačený vzduch, jako je farmaceutický průmysl, potravinářství nebo provozy na lakování, jsou kladené zvláštní požadavky na materiály potrubních systémů. Je důležité zvolit takové materiály, které minimalizují riziko uvolňování částic a jsou co možná nejvíce odolné proti kontaminaci. Tyto materiály by měly mít také hladké povrchy s nízkou drsností, aby se předešlo jakékoli možnosti vzniku biologických usazenin, které by mohly ohrozit čistotu stlačeného vzduchu.

Pro potrubní systémy, které jsou určené pro distribuci vysoce čistého stlačeného vzduchu, se typicky používá:

– Nerezová ocel, která je oblíbená pro svou vysokou odolnost proti korozi a snadné čištění. Specifické slitiny nerezové oceli, jako jsou 1.4435, 1.4404 nebo 1.4539, jsou často preferovány pro jejich výjimečné vlastnosti vhodné pro aseptické požadavky.
– Pro stlačený vzduch schválené plasty, které jsou vhodné za předpokladu, že nejsou používány v aplikacích s extrémně nízkými bodům rosného tlaku.
– Hliník, který nabízí dobrý kompromis mezi odolností a hmotností, i když nemusí být vhodný pro všechny aplikace vyžadující aseptické podmínky.

Další materiály, jako je například měď, mohou také splňovat požadavky na materiál v závislosti na specifických podmínkách použití.

Je také důležité věnovat pozornost platným normám, jako jsou EN 10357 pro potravinářství a nápojový průmysl a EN 11866 pro farmaceutický průmysl a jemnou chemii. Tyto normy jsou klíčové pro aseptické a sterilní procesy, definují různé hygienické třídy, materiály a minimální požadavky na drsnost povrchu.

Správný výběr materiálů a dodržování příslušných norem zajišťuje, že potrubní systémy budou vyhovovat nejen požadavkům na čistotu, ale také dlouhodobé spolehlivosti a bezpečnosti procesů, což je klíčové pro jakékoli odvětví, kde je čistota stlačeného vzduchu kritická.

Měření [příklad]:

Výsledky [příklad]:

Výpočty [příklad]:

Pro určení třídy čistoty stlačeného vzduchu podle normy ISO 8573-1 je nutné porovnat naměřené hodnoty s limitními hodnotami této normy. Na základě poskytnutých dat:

• Počet částic > 0,1 µm / 1 m³: 1156
• Počet částic > 0,15 µm / 1 m³: 350
• Počet částic > 0,2 µm / 1 m³: 72
• Počet částic > 0,3 µm / 1 m³: 0
• Počet částic > 0,5 µm / 1 m³: 0
• Počet částic > 1 µm / 1 m³: 0
• Počet částic > 5 µm / 1 m³: 0

ISO 8573-1 Výsledky měření (skutečné případy; různé komporesní vzduchové systémy):

Distribuce stlačeného vzduchu představuje klíčovou složku systému stlačeného vzduchu. Návrh a realizace potrubních systémů, zásobníků a předávacích bodů (spojky, hadice) mají nepřímý vliv na pozdější spotřebu energie. Nedokonalé plánování, jako jsou změny průřezu, vede ke zvýšení spotřeby energie v pozdějším období. Během životního cyklu zařízení tvoří náklady na energii značnou část celkových nákladů na síť stlačeného vzduchu. Zvláštní pozornost by proto měla být věnována prevenci nadměrných poklesů tlaku a únikům vzduchu.

Systém distribuce stlačeného vzduchu zahrnuje všechny komponenty od výstupu ze stanice stlačeného vzduchu (generování a centrální úprava) až po jeho předání koncovému spotřebiteli, jako jsou nástroje, stroje nebo automatizační systémy. Systém distribuce stlačeného vzduchu je definován jako systém od výstupu ze stanice stlačeného vzduchu až po připojení spotřebiče. Jeho součástmi mohou být:

• Potrubí/potrubní systémy/upevňovací systémy/tvarové díly

Volba správné jmenovité velikosti je klíčová pro efektivní a ekonomický provoz pneumatického systému. Uživatelé, kteří se rozhodnou šetřit na počátečních nákladech tím, že zvolí potrubí s příliš malým průměrem, často čelí vysokým následným nákladům. Tyto dodatečné náklady mohou vyplynout z vyšších provozních nákladů, zvýšené spotřeby energie nebo potřeby častější údržby a oprav v důsledku nedostatečného výkonu systému.

Výběr správného průměru potrubí pro stlačený vzduch závisí na několika kritériích, mezi které patří:

• Typ distribučního systému, ať už se jedná o kruhový (ringový) nebo koncový (stichový) systém. Kruhové systémy mohou být efektivnější v rozvodě stlačeného vzduchu a mohou lépe vyrovnávat tlakové ztráty v systému.
• Volumenový průtok vzduchu, vyjádřený v litrech za minutu, je zásadní pro určení optimálního průměru potrubí, aby bylo zajištěno dostatečné množství vzduchu pro pohon pneumatických zařízení bez zbytečných tlakových ztrát.
• Rychlost proudění vzduchu v metrech za sekundu má rovněž významný dopad na výběr průměru potrubí. Příliš vysoká rychlost proudění může vést k zvýšeným tlakovým ztrátám a erozi potrubí.
• Délka potrubí je důležitá pro výpočet tlakových ztrát v systému. Delší potrubní trasy vyžadují pečlivější plánování, aby se minimalizovaly tlakové ztráty.
• Typ a počet spojovacích prvků, jako jsou kolena, T-kusy a redukce, mají vliv na celkovou efektivitu systému. Je důležité zohlednit jejich počet a konfiguraci, protože každý spojovací prvek přidává „ekvivalentní délku potrubí“, což zvyšuje celkové tlakové ztráty v systému.
• Plánování rezerv pro budoucí rozšíření systému nebo možné úniky je také důležité. Mít v systému určitou rezervu kapacity může pomoci zajistit, že systém zůstane efektivní a flexibilní i v případě budoucího rozšíření nebo nečekaných úniků.

Správný výběr průměru potrubí je tedy zásadní pro zajištění, že pneumatický systém bude fungovat efektivně, spolehlivě a ekonomicky po mnoho let. Ignorování těchto kritérií může vést k neefektivnímu provozu a zbytečně vysokým nákladům.

Čistotu stlačeného vzduchu podle normy ISO 8573-1 je možné zkoumat v potrubních systémech různých průměrů. Je však nezbytné zajistit izokinetické podmínky proudění vzduchu uvnitř instalace stlačeného vzduchu. To znamená, že rychlost vzduchu ve všech částech měřicího bodu musí být konzistentní, aby se předešlo zkreslení výsledků měření kvůli nerovnoměrnému rozdělení částic ve vzduchu. Dosáhnout izokinetického proudění vyžaduje pečlivé plánování a instalaci měřicího zařízení, včetně správného umístění vzorkovacích portů a použití vhodných metod pro sběr vzorků. Tímto způsobem lze získat přesné a spolehlivé údaje o kvalitě stlačeného vzduchu, což je klíčové pro zajištění, že vzduch splňuje specifikace potřebné pro danou aplikaci.

• Rychlospojky, konektory, lisovací spojky
  

Rychlospojky představují klíčové prvky v systémech stlačeného vzduchu a pneumatice, kde je často nutné rychle a bezpečně spojovat nebo rozpojovat potrubí a hadice pro přenos tekutin nebo plynů. Tyto prvky umožňují uživatelům efektivně manipulovat s rozvodnými systémy bez nutnosti náročné manuální práce nebo použití nářadí, což značně zvyšuje flexibilitu a efektivitu práce s pneumatickými systémy. Rychloupínací spojky jsou navrženy tak, aby poskytovaly rychlé a snadné spojení nebo rozpojení, a to i pod tlakem, což je zásadní pro udržení nepřetržitého chodu výrobních procesů a minimalizaci výpadků. Vlastnosti, jako je automatické zajištění po spojení, zabraňují náhodnému rozpojení během provozu, což zvyšuje bezpečnost pracovního prostředí. Zástrčkový konektor, neboli zásuvné spojky, jsou speciálně navrženy pro aplikace, kde je potřeba častého, snadného spojování a rozpojování, jako je například při údržbě zařízení nebo při změnách konfigurace systémů. Díky své konstrukci poskytují rychlé a pohodlné řešení pro manipulaci s potrubními a hadicovými systémy, čímž se zkracuje doba potřebná pro údržbu nebo přeinstalaci. Na druhé straně, pressverbinder, čili lisovací spojky, jsou využívány pro trvalé spojení potrubí a hadic, kde není požadováno ani očekáváno budoucí rozpojení. Tyto spoje poskytují vysokou míru těsnosti a odolnosti proti tlaku, což je dělá ideálními pro instalace, kde je nejvyšší prioritou spolehlivost a dlouhodobá udržitelnost. Lisovací technologie zajišťuje, že spoj je pevný a bezpečný, což minimalizuje riziko úniku a zvyšuje celkovou bezpečnost systému. Pro správnou volbu spojovacího prvku je klíčové zvážit specifika aplikace, jako jsou pracovní tlaky, typy a vlastnosti přenášených médií, četnost spojování a rozpojování, a požadavky na bezpečnost a údržbu. Kupříkladu, v aplikacích s vysokým tlakem a kde se manipuluje s agresivními médii, jsou preferovány spojky s vysokou chemickou a tlakovou odolností. Je také důležité zvážit materiál, z něhož jsou spojky vyrobeny, jelikož různé materiály nabízejí různé vlastnosti vzhledem k odolnosti proti korozi, teplotním rozsahům a kompatibilitě s přenášenými médii. Například nerezová ocel je vhodná pro aplikace vyžadující vysokou odolnost proti korozi, zatímco mosazné a plastové spojky mohou být preferovány pro méně náročné aplikace z hlediska chemické odolnosti.

Výběrem správného typu spojky lze značně zlepšit efektivitu, bezpečnost a spolehlivost pneumatických a systémů stlačeného vzduchu, což vede k optimalizaci provozních procesů a snížení celkových nákladů na údržbu a opravy.

• Tlakové nádoby (jako součást systému distribuce stlačeného vzduchu)

Tlakové nádoby jsou uzavřené kontejnery, uvnitř kterých je tlak vyšší než okolní atmosférický tlak, a jsou určeny pro konkrétní místo instalace. Slouží primárně jako zásobníky stlačeného vzduchu pro vyrovnání tlakových výkyvů, například při náhlém zvýšení spotřeby vzduchu, nebo pro poskytování větších objemů stlačeného vzduchu, které jsou nezbytné například pro zásobování rychle se opakujících pohonů. Je důležité poznamenat, že tlakové nádoby jsou obvykle předmětem regulace podle směrnice o tlakových nádobách, která stanovuje požadavky na jejich výrobu, testování, instalaci a provoz s cílem zajištění jejich bezpečného používání.Tlakové nádoby jsou uzavřené kontejnery, uvnitř kterých je tlak vyšší než okolní atmosférický tlak, a jsou určeny pro konkrétní místo instalace. Slouží primárně jako zásobníky stlačeného vzduchu pro vyrovnání tlakových výkyvů, například při náhlém zvýšení spotřeby vzduchu, nebo pro poskytování větších objemů stlačeného vzduchu, které jsou nezbytné například pro zásobování rychle se opakujících pohonů. Je důležité poznamenat, že tlakové nádoby jsou obvykle předmětem regulace podle směrnice o tlakových nádobách, která stanovuje požadavky na jejich výrobu, testování, instalaci a provoz s cílem zajištění jejich bezpečného používání.Tlakové nádoby jsou uzavřené kontejnery, uvnitř kterých je tlak vyšší než okolní atmosférický tlak, a jsou určeny pro konkrétní místo instalace. Slouží primárně jako zásobníky stlačeného vzduchu pro vyrovnání tlakových výkyvů, například při náhlém zvýšení spotřeby vzduchu, nebo pro poskytování větších objemů stlačeného vzduchu, které jsou nezbytné například pro zásobování rychle se opakujících pohonů. Je důležité poznamenat, že tlakové nádoby jsou obvykle předmětem regulace podle směrnice o tlakových nádobách, která stanovuje požadavky na jejich výrobu, testování, instalaci a provoz s cílem zajištění jejich bezpečného používání. Stlačený vzduch se z hlediska shody s normou ISO 8573-1 obvykle zkouší v distribuční síti, ale někdy uživatelé stlačeného vzduchu vyžadují zkoušení čistoty stlačeného vzduchu také v tlakové nádobě.

• Zvyšovače tlaku

Zvyšovače tlaku jsou zařízení, která zvyšují tlak stlačeného vzduchu na specifickou, vyšší úroveň tlaku, často pro několik specifických aplikací s vyššími požadavky na tlak. Tyto systémy najdou své uplatnění v situacích, kde standardní tlak generovaný kompresorem není dostatečný pro konkrétní použití, jako jsou náročné průmyslové procesy, vysokotlaké pneumatické nástroje nebo speciální výrobní operace vyžadující zvýšený tlak. Zvyšovače tlaku umožňují flexibilní řešení pro zvýšení efektivity a výkonu v těchto specifických aplikacích tím, že poskytují potřebný vyšší tlak bez potřeby instalace dalšího, výkonnějšího kompresorového systému. Za tímto typem zařízení se čistota stlačeného tlaku obvykle nezkouší podle normy ISO 8573-1, protože tlak v systému přesahuje 7 barů (čítač částic nelze připojit k systému s tlakem vyšším než 7 barů).

• Hadice

Hadice pro stlačený vzduch představuje flexibilní přenosovou cestu, která umožňuje pohyb stlačeného vzduchu z jednoho místa na druhé. Když je tato hadice opatřena spojovacím prvkem, označujeme ji jako hadicovou vedení. Tato terminologie je zásadní pro porozumění základům pneumatických systémů a jejich komponent. Hadicová vedení jsou klíčová pro efektivní a bezpečný přenos stlačeného vzduchu, což umožňuje flexibilní propojení mezi zdrojem stlačeného vzduchu a jeho spotřebiči, jako jsou nástroje, strojní zařízení nebo procesní jednotky. Výběr správné hadice a spojovacích prvků je nezbytný pro zajištění optimálního výkonu a bezpečnosti pneumatického systému. Při výběru hadicového vedení je důležité zvážit několik faktorů, jako je pracovní tlak systému, teplotní odolnost, chemická odolnost materiálu hadice a odolnost vůči mechanickému opotřebení. Například, pro aplikace s vysokým pracovním tlakem je vhodnější volit hadice z materiálů, které poskytují vysokou pevnost a tlakovou odolnost, jako je například polyamid (PA) nebo polyuretan (PU). Spojovací prvky hrají rovněž klíčovou roli v celkové integritě hadicového vedení. Je důležité, aby spojovací prvky byly správně dimenzovány a kompatibilní s použitými hadicemi, aby se zabránilo únikům vzduchu a zajišťovala spolehlivá a bezpečná funkce systému. Kvalitní spojovací prvky umožňují rychlé a jednoduché montáže a demontáže, což usnadňuje údržbu a opravy systému. Ve světle těchto informací je jasné, že volba správného typu hadice a spojovacích prvků je nezbytná pro zajištění efektivního, bezpečného a spolehlivého pneumatického systému. Při návrhu nebo údržbě systémů stlačeného vzduchu je třeba věnovat pozornost specifikacím hadic a spojovacích prvků, aby bylo zajištěno, že splňují všechny požadavky dané aplikace. Při návrhu a provozu systému distribuce stlačeného vzduchu je zásadní optimalizovat každý aspekt, od výběru komponent až po pravidelnou údržbu, aby se minimalizovaly energetické ztráty a zvýšila celková efektivnost systému. To zahrnuje pečlivý výběr potrubí a komponent s ohledem na jejich velikost, materiál a umístění, stejně jako implementaci efektivních řešení pro detekci a opravu úniků. Vzhledem k tomu, že náklady na energii tvoří významnou část provozních nákladů systému stlačeného vzduchu, představuje investice do optimalizace distribuce stlačeného vzduchu významnou příležitost pro snížení nákladů a zvýšení udržitelnosti operací. Při výběru komponent pro systémy stlačeného vzduchu je klíčové vzít v úvahu řadu univerzálních kritérií, která zaručí, že váš systém bude fungovat optimálně, bezpečně a efektivně. Jedním z prvních faktorů, které byste měli zvážit, jsou podmínky použití a specifické podmínky aplikace. Například, je důležité pochopit požadavky na čistotu stlačeného vzduchu a jaké vnější vlivy mohou ovlivnit systém.

Okolní podmínky systému distribuce stlačeného vzduchu také hrají velkou roli. Rozdíly v teplotě mezi vytápěnými a nevytápěnými halami a budovami nebo expozice systému venkovnímu prostředí mohou vyžadovat komponenty s vysokou odolností proti UV záření, aby se zabránilo poškození materiálu a zajištěna bezpečnost. Agresivní podmínky okolního prostředí, jako je vysoká vlhkost nebo chemické látky, také vyžadují speciální pozornost při výběru materiálů pro komponenty. 

Materiál, z něhož jsou komponenty vyrobeny, musí být pečlivě vybrán s ohledem na jeho chemickou odolnost, mechanickou pevnost a odolnost vůči teplotám. Je zásadní, aby vybrané komponenty neovlivňovaly čistotu stlačeného vzduchu negativně, a zároveň splňovaly požadavky na antistatické vlastnosti a energetickou efektivnost.

Prevence poklesu tlaku je dalším klíčovým faktorem, který je třeba zvážit. Komponenty by měly být navrženy tak, aby minimalizovaly ztráty tlaku, čímž se snižují energetické náklady. To zahrnuje výběr komponent s nízkým koeficientem tření, které umožňují optimální a konstantní objemový tok s minimálními ztrátami tlaku. Důležité je si uvědomit, že úniky nejsou jen problémem údržby; jejich potenciální vznik lze již v počáteční fázi plánování minimalizovat výběrem odolných materiálů a spojů proti korozi a stárnutí.

Zohlednění těchto faktorů při výběru komponent nejen zajišťuje optimální funkčnost a bezpečnost vašeho systému stlačeného vzduchu, ale také přispívá k dlouhodobé udržitelnosti a nízkým provozním nákladům. Optimizace vašeho systému od samého začátku může výrazně snížit riziko nákladných oprav a údržby v budoucnosti, prodloužit životnost systému a zajistit stabilní a spolehlivou dodávku stlačeného vzduchu pro všechny vaše aplikace.

Uplatnění výše popsaných zásad je důležité zejména u těch zařízení na čištění stlačeného vzduchu, která mají dodávat stlačený vzduch vysoké kvality / stlačený vzduch vysoké čistoty. Distribuční systém nesmí způsobovat sekundární kontaminaci stlačeného vzduchu a nesmí snižovat třídu čistoty stlačeného vzduchu.

Uplatnění výše popsaných zásad je důležité zejména u těch zařízení na čištění stlačeného vzduchu, která mají dodávat stlačený vzduch vysoké kvality / vysoké čistoty (zejména třída 1 a 2 podle normy ISO 8573-1). Distribuční systém nesmí způsobit sekundární kontaminaci stlačeného vzduchu a nesmí zhoršit třídu čistoty stlačeného vzduchu.

Norma ISO 17025 je klíčovým požadavkem pro zkušební laboratoře, a to i v souvislosti s analýzou čistoty stlačeného vzduchu.

V případě, že zákazník nespecifikoval metodu, která by měla být použita, laboratoř by měla vybrat odpovídající metodu a informovat zákazníka o jejím výběru. Preferované jsou metody publikované v mezinárodních, regionálních nebo národních normách, nebo od renomovaných technických organizací. Běžně se pro testování čistoty stlačeného vzduchu využívají normy řady ISO 8573, což splňuje tento požadavek. Metody mohou být také publikovány v relevantních vědeckých článcích nebo periodikách, nebo definovány výrobcem zařízení. Laboratoř může rovněž využívat vlastní vyvinuté nebo upravené metody.

Pokud je vyžadován vývoj nové metody, mělo by to být plánované a její realizace by měla být svěřena personálu s odpovídajícími kompetencemi a zdroji. Při vývoji metody je nutné provádět pravidelné přezkoumání, aby bylo ověřeno, že potřeby zákazníka jsou stále naplňovány. Jakékoliv změny v plánu by měly být schváleny a autorizovány.

Laboratoř by měla aplikovat správné metody a postupy pro veškerou laboratorní činnost a také, pokud je to vhodné, pro hodnocení nejistot měření, stejně jako statistické techniky používané pro analýzu dat.

Je důležité zdůraznit, že při výběru metody je nutné zvážit specifika stlačeného vzduchu a jeho aplikace, a vybrat takovou metodu, která je nejvhodnější pro danou situaci. V kontextu ISO 17025, zahrnuje to nejen volbu metody, ale také přípravu a schválení pracovních postupů, školení personálu a zajištění, že všechny potřebné zdroje jsou k dispozici pro přesné a spolehlivé měření.

Laboratoř by měla vždy aplikovat nejaktuálnější a relevantní verzi metody, aby zajistila přesnost a spolehlivost výsledků. Před implementací jakékoli metody je nutné provést důkladnou verifikaci, aby se ověřilo, že laboratoř může dosáhnout požadovaných parametrů. Záznamy z těchto verifikačních postupů by měly být pečlivě uchovány. Pokud dojde k změně metody vydavatelem, je třeba tuto verifikaci opakovat, aby se zajistilo, že aktualizovaná metoda splňuje všechny potřebné standardy.

V kontextu laboratorních testů je nezbytné ověřit následující parametry, než bude měřící metoda začleněna do běžné praxe:

– Rozsah měření
– Přesnost
– Nejistota měření
– Meze detekce
– Meze kvantifikace
– Selekce metody
– Linearita
– Opakovatelnost nebo reprodukovatelnost
– Odolnost vůči vnějším faktorům nebo citlivost na rušivé vlivy z matrice vzorku či analyzovaného objektu
– Systémová chyba měření

V případě testování čistoty stlačeného vzduchu, kde se analyzuje přítomnost pevných částic, vody a olejových aerosolů, je třeba přistupovat v souladu s výše uvedenými zásadami. Je třeba použít metodu, která umožňuje přesné a spolehlivé stanovení těchto kontaminantů, často podle standardů, jako jsou ISO 8573 série, které poskytují pokyny pro určení čistoty stlačeného vzduchu. Tento přístup zajišťuje, že výsledky budou reprezentativní a měřitelné podle uznávaných mezinárodních kritérií.

Přesnost analytické metody

Přesnost analytické metody je klíčovým faktorem při zajištění spolehlivosti a přesnosti laboratorních měření a analýz. Reprezentuje stupeň, ve kterém výsledky měření odpovídají skutečné hodnotě analyzovaného parametru. Pro ověření poprawności metody se obvykle používají následující postupy:

1. Testování pomocí validované metody na referenčním materiálu s přesně známým obsahem analyzované složky.
2. Porovnání výsledků získaných validovanou metodou s výsledky z jiné dobře definované (validované) metody.
3. Přidání známého množství standardu (nebo kontaminantu) do matrice, která obsahuje málo nebo žádnou sledovanou látku.

Běžně přijímaným přístupem k určení poprawnosti metody je provedení 6 až 10 měření na každém z 1 až 2 bodů pracovního rozsahu metody.

Podobný postup lze uplatnit při určování správnosti metod pro stanovení obsahu částic, vody a olejových aerosolů ve stlačeném vzduchu. Je důležité zajistit, že použitá metoda je schopna odhalit a přesně kvantifikovat tyto kontaminanty v rozsahu koncentrací relevantních pro konkrétní aplikace stlačeného vzduchu.

Při zajišťování kvality výsledků je nezbytné pečlivě sledovat a dokumentovat všechny kroky procesu validace a verifikace metody, včetně uchovávání záznamů o všech provedených měřeních. Toto umožňuje nejen potvrzení správnosti metody, ale také poskytuje základ pro auditovatelnost a reprodukovatelnost výsledků.

Preciznost metody

Preciznost metody je míra shody mezi nezávislými výsledky měření získanými pod specifikovanými podmínkami. Obvykle je vyjádřena jako varianci, standardní odchylkou nebo relativní standardní odchylkou měření. Při určování preciznosti metody se posuzuje:

1. Opakovatelnost metody: Tato vlastnost odráží přesnost měření provedených ve stejných podmínkách v krátkých časových intervalech. To znamená, že měření provádí stejná osoba, s použitím stejného vybavení a v krátkých časových intervalech.

2. Mezilaboratorní preciznost metody (nebo preciznost pośrednia): Vztahuje se na přesnost měření provedených za různých změn vnitřních laboratorních podmínek, jako jsou měření provedená v různých dnech, různými analytiky nebo s použitím různého vybavení.

3. Reprodukovatelnost metody: Odkazuje na schopnost metody reprodukovat výsledky při použití v různých laboratořích, což je zásadní pro mezinárodní standardizaci a srovnávání výsledků.

Při určování preciznosti metody pro analýzu obsahu částic, vody a oleje ve stlačeném vzduchu je nutné věnovat zvláštní pozornost těmto třem aspektům. To zahrnuje přesné a konzistentní postupy vzorkování, správné uchování a manipulaci s vzorky a použití kalibrovaného a dobře udržovaného měřicího zařízení.

Udržování vysoké úrovně preciznosti v laboratorní praxi je klíčové pro zajištění důvěry ve výsledky a pro jejich uznání v rámci jakostních systémů a při dodržování regulačních požadavků. Proto by všechny postupy měření a analýzy měly být pečlivě dokumentovány, aby byla zajištěna jejich opakovatelnost a reprodukovatelnost.

Mez detekce a mez stanovitelnosti metody

LOD a LOQ jsou základními parametry v analytické chemii, které charakterizují citlivost metody.

LOD: Nejnižší koncentrace (množství) analyzované látky, která ještě může být detekována, ale ne nutně kvantitativně určena pomocí dané analytické metody. LOD je obvykle stanovena tam, kde je signál odlišitelný od šumu pozadí, to jest, signál, který je větší než nějaká stanovená hodnota (často 3x vyšší než šum).

LOQ: Nejnižší koncentrace (množství) analyzované látky ve vzorku, kterou lze kvantitativně určit s přijatelnou přesností a opakovatelností. LOQ je obvykle stanovena na úrovni, kde je možné dosáhnout dostatečné přesnosti a opakovatelnosti výsledků, často definována jako signál, který je 10x vyšší než šum pozadí.

Při validaci metod používaných k hodnocení čistoty stlačeného vzduchu je nezbytné stanovit jak LOD, tak LOQ. To zajistí, že metoda je dostatečně citlivá na detekci nízkých úrovní kontaminace a zároveň je schopna přesně a spolehlivě kvantifikovat přítomnost kontaminantů ve vzduchu. Určení těchto prahů umožňuje laboratoři rozlišit mezi skutečnou přítomností kontaminantu a náhodným šumem, a zajistit tak, že výsledky analýzy jsou věrohodné a mohou být použity pro důležitá rozhodnutí týkající se kvality vzduchu.

Stlačený vzduch s třídou čistoty 1:1:1 podle ISO 8573-1 splňuje následující kritéria:

1. Částice:

   • Limit pro částice o velikosti 0,1–0,5 μm: Nesmí přesáhnout 20 000 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Nesmí přesáhnout 400 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 1–5 μm: Nesmí přesáhnout 10 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení takto vysoké třídy čistoty částic je pravděpodobně nutný ultrafiltrační systém.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit: Tlakový rosný bod by neměl přesáhnout -70°C.
   • Typ odvlhčovače: Pro dosažení takto nízkého tlakového rosného bodu je pravděpodobně vyžadován adsorpční sušič.

3. Olej:

   • Limit: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,01 mg/m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení tak nízkého obsahu oleje bude zapotřebí kombinace koalescentního a adsorpčního filtru.

Třída čistoty 1:1:1 je jednou z nejvyšších tříd čistoty podle ISO 8573-1 a je často požadována ve velmi specifických a citlivých aplikacích, jako jsou laboratoře, potravinářský průmysl nebo farmaceutický průmysl.

Stlačený vzduch s třídou čistoty 1:1:2 podle ISO 8573-1 musí splňovat následující specifikace:

1. Částice:

   • Pro částice o velikosti 0,1–0,5 μm: Nesmí přesáhnout 20 000 částic na m³.
   • Pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Nesmí přesáhnout 400 částic na m³.
   • Pro částice o velikosti 1–5 μm: Nesmí přesáhnout 10 částic na m³.
   • Typ filtru: K dosažení této třídy čistoty částic bude nejspíše vyžadován ultrafiltrační systém.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit tlakového rosného bodu: Neměl by překročit -70°C.
   • Typ odvlhčovače: Pro tento nízký tlakový rosný bod je zapotřebí adsorpční sušič.

3. Olej:

   • Limit pro olej: Nesmí přesáhnout 0,1 mg/m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení tohoto limitu je potřeba použití koalescentního a adsorpčního filtru.

Tyto požadavky jsou určeny pro aplikace, kde je požadována velmi vysoká kvalita vzduchu, jako jsou například čisté místnosti, laboratoře, potravinářský průmysl nebo farmaceutický průmysl.

Stlačený vzduch s třídou čistoty 1:2:1 podle ISO 8573-1 musí splňovat následující kritéria:

1. Částice:

   • Limit pro částice o velikosti 0,1–0,5 μm: Nesmí přesáhnout 20 000 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Nesmí přesáhnout 400 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 1–5 μm: Nesmí přesáhnout 10 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení této třídy čistoty částic je nejvhodnější použít ultrafiltrační systém.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit: Tlakový rosný bod by měl být lepší než -40°C, ale nemusí být tak nízký jako -70°C (jak je to požadováno v třídě 1:1:1).
   • Typ odvlhčovače: Pro tuto třídu je vhodný chladicí sušič, který dokáže dosáhnout požadovaného tlakového rosného bodu.

3. Olej:

   • Limit: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,01 mg/m³.
   • Typ filtru: K dosažení tohoto limitu obsahu oleje bude zapotřebí koalescentní filtr, kombinovaný s adsorpčním filtrem.

Třída čistoty 1:2:1 je stále velmi vysoká a je často vyžadována v aplikacích, kde je potřeba vysoce čistý vzduch, jako jsou některé výrobní procesy v elektronice nebo ve farmaceutickém průmys

Stlačený vzduch s třídou čistoty 1:2:2 podle ISO 8573-1 splňuje následující kritéria:

1. Částice:

   • Limit pro částice o velikosti 0,1–0,5 μm: Nesmí přesáhnout 20 000 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Nesmí přesáhnout 400 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 1–5 μm: Nesmí přesáhnout 10 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení třídy čistoty 1 pro částice je obvykle vyžadován ultrafiltrační systém.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit: Tlakový rosný bod by neměl přesáhnout -40°C.
   • Typ odvlhčovače: Pro dosažení třídy čistoty 2 pro vodu (tlakový rosný bod) je obvykle vyžadován adsorpční sušič..

3. Olej:

   • Limit: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,1 mg/m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení třídy čistoty 2 pro olej je obvykle vyžadován koalescentní filtr.

Tato třída čistoty je často požadována v průmyslových aplikacích, kde jsou vyžadovány vysoké standardy čistoty, ale ne tak extrémní jako v případě třídy čistoty 1:1:

Stlačený vzduch s třídou čistoty 1:3:1 podle ISO 8573-1 musí splňovat následující specifikace:

1. Částice:

   • Limit pro částice o velikosti 0,1–0,5 μm: Nesmí přesáhnout 20 000 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Nesmí přesáhnout 400 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 1–5 μm: Nesmí přesáhnout 10 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení třídy 1 pro částice je potřeba ultrafiltrační systém.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit pro třídu 3: Tlakový rosný bod by neměl přesáhnout -20°C.
   • Typ odvlhčovače: Pro dosažení této třídy rosného bodu by měl být použit adsorpční sušič.

3. Olej:

   • Limit pro třídu 1: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,01 mg/m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení takto nízkého obsahu oleje je potřeba kombinace koalescentního a adsorpčního filtru.

Tato specifická kombinace tříd čistoty (1:3:1) naznačuje, že největší důraz je kladen na odstranění částic a oleje, zatímco požadavky na vlhkost jsou méně přísné. Je běžně používána v aplikacích, kde je důležitá vysoká čistota od částic a olejů, ale kde jsou mírnější požadavky na vlhkost

Stlačený vzduch s třídou čistoty 1:3:2 podle ISO 8573-1 musí splňovat následující požadavky:

1. Částice:

   • Limit pro částice o velikosti 0,1–0,5 μm: Nesmí přesáhnout 20 000 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Nesmí přesáhnout 400 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 1–5 μm: Nesmí přesáhnout 10 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení této třídy čistoty částic je zapotřebí použít ultrafiltrační systém.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit: Tlakový rosný bod by neměl přesáhnout -20°C.
   • Typ odvlhčovače: K dosažení tohoto tlakového rosného bodu je vhodný adsorpční sušič.

3. Olej:

   • Limit: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,1 mg/m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení tohoto limitu obsahu oleje je vhodný koalescentní filtr.

Třída čistoty 1:3:2 je středně přísná specifikace podle ISO 8573-1 a může být vyžadována v různých průmyslových aplikacích, kde je potřeba relativně čistý vzduch, ale nejsou vyžadovány extrémně nízké hodnoty kontaminace, jako v některých citlivých vědeckých nebo farmaceutických aplikacích.

Stlačený vzduch s třídou čistoty 1:4:1 podle ISO 8573-1 splňuje následující kritéria:

1. Částice:

   • Limit pro částice o velikosti 0,1–0,5 μm: Nesmí přesáhnout 20 000 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Nesmí přesáhnout 400 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 1–5 μm: Nesmí přesáhnout 10 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení takto vysoké třídy čistoty částic je pravděpodobně nutný ultrafiltrační systém.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit: Tlakový rosný bod by neměl přesáhnout +3°C.
   • Typ odvlhčovače: Pro dosažení této třídy tlakového rosného bodu je pravděpodobně nejvhodnější použít chladicí sušič.

3. Olej:

   • Limit: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,01 mg/m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení tak nízkého obsahu oleje bude zapotřebí kombinace koalescentního a adsorpčního filtru.

Třída čistoty 1:4:1 je specifikována pro aplikace, kde jsou požadavky na čistotu vzduchu středně přísné, jako je například v oblasti pneumatiky a obecných průmyslových procesů.

Stlačený vzduch s třídou čistoty 2:1:1 podle normy ISO 8573-1 musí splňovat následující kritéria:

1. Částice:

   • Pro částice o velikosti 0,1–0,5 μm: Limit nesmí přesáhnout 400 000 částic na m³.
   • Pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Limit nesmí přesáhnout 6 000 částic na m³.
   • Pro částice o velikosti 1–5 μm: Limit nesmí přesáhnout 100 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení této třídy čistoty by měl být použit koalescentní filtr s mikrofiltračními vlastnostmi.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit: Tlakový rosný bod by neměl přesáhnout -70°C.
   • Typ odvlhčovače: Pro dosažení tohoto tlakového rosného bodu je nejvhodnější použití adsorpčního sušiče.

3. Olej:

   • Limit: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,01 mg/m³.
   • Typ filtru: Koalescentní a adsorpční filtry jsou potřebné k dosažení požadovaného limitu obsahu oleje.

Třída čistoty 2:1:1 je vhodná pro aplikace, které vyžadují vysokou čistotu vzduchu, ale ne tak přísnou jako třída 1:1:1. Používá se například v potravinářství, farmacii nebo v některých průmyslových procesech.

Stlačený vzduch s třídou čistoty 2:1:2 podle ISO 8573-1 musí splňovat následující specifikace:

1. Částice:

   • Pro částice o velikosti 0,1–0,5 μm: Maximální povolená koncentrace je 400 000 částic na m³.
   • Pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Maximální povolená koncentrace je 6 000 částic na m³.
   • Pro částice o velikosti 1–5 μm: Maximální povolená koncentrace je 100 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení této třídy čistoty částic by pravděpodobně byl potřeba mikrofiltrační systém.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit pro tlakový rosný bod je -70°C.
   • Typ odvlhčovače: Pro dosažení takového tlakového rosného bodu je pravděpodobně vhodný adsorpční sušič.

3. Olej:

   • Maximální povolená koncentrace oleje je 0,1 mg/m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení této hodnoty obsahu oleje by byl pravděpodobně nutný koalescentní filtr.

Tato třída čistoty je obecně nižší než třída 1:1:1, ale stále je velmi přísná, zejména co se týče požadavků na čistotu vody a oleje. Třída 2:1:2 se často používá v aplikacích, kde jsou vyžadovány vysoké standardy čistoty, ale nejsou tak kritické jako v některých specifických průmyslových nebo laboratorních aplikacích.

Stlačený vzduch s třídou čistoty 2:2:1 podle ISO 8573-1 musí splňovat následující kritéria:

1. Částice:

   • Limit pro částice o velikosti 0,1–0,5 μm: Nesmí přesáhnout 400 000 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Nesmí přesáhnout 6 000 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 1–5 μm: Nesmí přesáhnout 100 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení této třídy čistoty částic by měl být použit koalescentní filtr.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit: Tlakový rosný bod by neměl přesáhnout -40°C.
   • Typ odvlhčovače: Pro dosažení tohoto tlakového rosného bodu by měl být vhodný adsorpční sušič.

3. Olej:

   • Limit: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,1 mg/m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení této třídy z hlediska obsahu oleje by měl být použit koalescentní filtr.

Třída čistoty 2:2:1 je běžně používána v aplikacích, kde jsou požadavky na čistotu vzduchu vysoké, ale ne tak přísné jako u tříd s nižšími čísly. Tato třída je vhodná pro mnoho průmyslových aplikací, včetně pneumatických nástrojů a některých procesů v potravinářském nebo farmaceutickém průmyslu.

Stlačený vzduch s třídou čistoty 2:3:1 podle ISO 8573-1 musí splňovat následující kritéria:

1. Částice:

   • Limit pro částice o velikosti 0,1–0,5 μm: Nesmí přesáhnout 400 000 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Nesmí přesáhnout 60 000 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 1–5 μm: Nesmí přesáhnout 100 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení této třídy čistoty částic lze použít mikrofiltrační systém.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit: Tlakový rosný bod by neměl přesáhnout -20°C.
   • Typ odvlhčovače: Pro dosažení této třídy tlakového rosného bodu je vhodný adsorpční sušič.

3. Olej:

   • Limit: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,01 mg/m³.
   • Typ filtru: K dosažení tak nízkého obsahu oleje je potřeba použít kombinaci koalescentního a adsorpčního filtru.

Třída čistoty 2:3:1 je středně přísná třída, která je často používána v oblastech jako je pneumatika, obecná výroba nebo pro některé nástroje a zařízení, kde není vyžadována extrémní čistota.

Stlačený vzduch s třídou čistoty 2:4:1 podle ISO 8573-1 musí splňovat následující kritéria:

1. Částice:

   • Limit pro částice o velikosti 0,1–0,5 μm: Nesmí přesáhnout 400 000 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Nesmí přesáhnout 6 000 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 1–5 μm: Nesmí přesáhnout 100 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení této třídy čistoty částic by pravděpodobně byl vhodný filtrační systém se schopností zachytit částice až do velikosti 0,1 μm.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit: Tlakový rosný bod by neměl přesáhnout +3°C.
   • Typ odvlhčovače: Pro dosažení této třídy tlakového rosného bodu by byl vhodný chladicí sušič.

3. Olej:

   • Limit: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,01 mg/m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení této třídy z hlediska obsahu oleje je pravděpodobně potřeba použít koalescentní filtr.

Třída čistoty 2:4:1 je běžně používána v aplikacích, kde jsou požadavky na čistotu vzduchu středně přísné, například v pneumatických systémech, nástrojích a některých výrobních procesech.

Stlačený vzduch s třídou čistoty 3:3:1 podle ISO 8573-1 musí splňovat následující kritéria:

1. Částice:

   • Limit pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Nesmí přesáhnout 90 000 částic na m³.
   • Limit pro částice o velikosti 1–5 μm: Nesmí přesáhnout 1000 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení této třídy čistoty částic je obvykle vyžadován filtrační systém s mikrofiltry.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit: Tlakový rosný bod nesmí být vyšší než -20°C.
   • Typ odvlhčovače: Vhodným řešením pro dosažení tohoto tlakového rosného bodu by mohl být

     Stlačený vzduch s třídou čistoty 3:3:1 podle ISO 8573-1 musí splňovat následující kritéria:

     1. Částice:

        • Limit pro částice o velikosti 0,5–1 μm: Nesmí přesáhnout 1000 částic na m³.
        • Limit pro částice o velikosti 1–5 μm: Nesmí přesáhnout 100 částic na m³.
        • Typ filtru: Pro dosažení této třídy čistoty částic je obvykle vyžadován filtrační systém s mikrofiltry.

     2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

        • Limit: Tlakový rosný bod nesmí být vyšší než -20°C.
        • Typ odvlhčovače: Vhodným řešením pro dosažení tohoto tlakového rosného bodu by mohl být chladící sušič.

     3. Olej:

        • Limit: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,01 mg/m³.
        • Typ filtru: Pro dosažení tohoto limitu na obsah oleje je zapotřebí použít koalescentní filtry.

     Třída čistoty 3:3:1 je vhodná pro aplikace, kde jsou požadavky na čistotu vzduchu přísné, ale ne tak extrémní jako v případě tříd s nižšími čísly (např. 1:1:1). Tato třída se často používá v průmyslových aplikacích, jako jsou pneumatické nástroje nebo procesní ovládání.

     sušič.

3. Olej (včetně olejových par):

   • Limit: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,01 mg/m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení tohoto limitu na obsah oleje je zapotřebí použít koalescentní filtry.

Třída čistoty 3:3:1 je vhodná pro aplikace, kde jsou požadavky na čistotu vzduchu přísné, ale ne tak extrémní jako v případě tříd s nižšími čísly (např. 1:1:1). Tato třída se často používá v průmyslových aplikacích, jako jsou pneumatické nástroje nebo procesní ovládání.

Stlačený vzduch s třídou čistoty 3:4:1 podle ISO 8573-1 musí splňovat následující požadavky:

1. Částice:

   • Třída 3: Maximální povolená koncentrace částic je 90 000 částic na m³ pro částice o velikosti 0,5–1 μm a 1 000 částic na m³ pro částice o velikosti 1–5 μm.
   • Typ filtru: Pro dosažení třídy čistoty 3 by měl být použit filtrační systém s mikrofiltry.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Třída 4: Tlakový rosný bod by neměl být vyšší než +3°C.
   • Typ odvlhčovače: Pro dosažení této třídy tlakového rosného bodu by měl být použit chladicí sušič.

3. Olej:

   • Třída 1: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,01 mg/m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení tak nízkého obsahu oleje je vhodný koalescentní filtr s následnou aktivní uhlíkovou filtrací.

Třída čistoty 3:4:1 je běžně používána v aplikacích, kde nejsou vyžadovány extrémně nízké hodnoty kontaminace, ale je stále důležité udržovat dobrou kvalitu vzduchu, například v pneumatických systémech nebo v některých výrobních procesech.

Stlačený vzduch s třídou čistoty 4:3:1 podle ISO 8573-1 musí splňovat následující specifikace:

1. Částice:

   • Limit pro částice o velikosti 1-5 μm: Nesmí přesáhnout 10 000 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení této třídy čistoty částic je vhodný mikrofiltrační systém.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit: Tlakový rosný bod by neměl přesáhnout -20°C.
   • Typ odvlhčovače: Pro dosažení tohoto tlakového rosného bodu je nejvhodnější použít adsorpční sušič.

3. Olej:

   • Limit: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,01 mg/m³.
   • Typ filtru: Pro snížení obsahu oleje lze použít koalescentní filtr.

Třída čistoty 4:3:1 je středně přísná třída, která se často používá v průmyslových aplikacích, kde je vyžadována dobrá čistota vzduchu, ale nejsou požadovány extrémní hodnoty, jako v případě tříd s nižšími čísly.

Třída čistoty 4:4:1 pro stlačený vzduch podle ISO 8573-1 definuje následující požadavky:

1. Částice:

   • Limit pro částice o velikosti 1–5 μm: Méně než 10 000 částic na m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení této třídy čistoty částic je obvykle vyžadován filtr s mikronovou nebo sub-mikronovou filtrací.

2. Voda (Tlakový Rosný Bod):

   • Limit: Tlakový rosný bod by neměl přesáhnout +3°C.
   • Typ odvlhčovače: Pro dosažení této třídy tlakového rosného bodu je vhodný chladicí sušič.

3. Olej:

   • Limit: Koncentrace oleje nesmí přesáhnout 0,01 mg/m³.
   • Typ filtru: Pro dosažení tohoto limitu oleje je pravděpodobně potřebný koalescentní filtr.

Třída čistoty 4:4:1 je běžně používána v aplikacích, kde jsou požadavky na čistotu vzduchu méně přísné než u vyšších tříd, ale stále je potřeba zajistit určitou úroveň čistoty, například v pneumatických systémech, nástrojích, nebo v obecných průmyslových procesech.

Stlačený vzduch dnes představuje nezbytný doplněk elektrické energie a jeho využití v průmyslu je nepostradatelné. Jeho rychlý rozvoj a rozšíření je možné připsat jeho dvojí funkci – jako nosiče energie a pracovního média, na rozdíl od elektrického proudu, který slouží výhradně jako nosič energie. Ve srovnání s elektrickým proudem a hydraulikou si stlačený vzduch získal pevné místo v dnešní technologii, přičemž jeho využití neustále roste.

Stlačený vzduch, což je ve své podstatě stlačený atmosférický vzduch, funguje jako nosič energie, který umožňuje přenos této energie na velké vzdálenosti a následně ji využívá při uvolnění. Jeho aplikace je rozmanitá, od středně velkých až po velké průmyslové podniky, kde najdeme strojní a ruční nářadí poháněné stlačeným vzduchem. K tomu je třeba připočítat pneumatické posunovací a podá

vací jednotky, zdvihací zařízení, foukačky, zařízení pro pískování a tryskání nebo stříkací pistole v lakovnách.

Pneumatické systémy se také využívají pro transport sypkých materiálů, jako je pšenice, v přístavních zařízeních nebo silách, a to buď pomocí pneumatického tlaku nebo vakuového nasávání. Dále jsou zde systémy pro pneumatické nebo pneumatohydraulické řízení a aktivaci, a dokonce i pneumatické logické prvky, které nacházejí uplatnění v průmyslových aplikacích.

Dalším významným odvětvím, kde se stlačený vzduch intenzivně využívá, je těžba, výroba farmaceutických produktů, jako jsou vakcíny nebo antibiotika, mnohostranné aplikace v potravinářství a nápojovém průmyslu a nakonec nemocnice, domovy se zvláštním režimem a stanice požární ochrany a záchranných služeb vybavené stlačeným vzduchem. Tyto a mnohé další využití stlačeného vzduchu, z nichž byly zmíněny jen ty nejdůležitější, nejen že jsou na stlačeném vzduchu závislé, ale také vyžadují, aby byl stlačený vzduch do provozního procesu dodáván v ošetřené formě, tj. filtrovaný a sušený.

Kromě již zmíněných aplikací je důležité zdůraznit, že kvalita stlačeného vzduchu má zásadní význam pro spolehlivost a bezpečnost procesů. Filtrování a sušení vzduchu odstraňuje nečistoty, vodu a olejové aerosoly, čímž zabraňuje korozivnímu poškození zařízení a zajišťuje kvalitu konečného produktu. Efektivní správa stlačeného vzduchu zahrnuje nejen jeho přípravu, ale také optimalizaci systémů pro jeho distribuci, což snižuje energetické nároky a zvyšuje celkovou efektivitu průmyslových operací.

Pro návrh a údržbu systémů stlačeného vzduchu je klíčové pochopení principů pneumatiky, výběr správných komponent a pravidelná údržba zařízení. Tím se zajistí nejen efektivní provoz a dlouhá životnost systému, ale také ochrana zdraví a bezpečnost pracovníků. Výběr vhodných filtrů, sušičů a dalších ošetřovacích jednotek je nezbytný pro splnění specifických požadavků jednotlivých aplikací, což vyžaduje hluboké technické znalosti a zkušenosti v oblasti.

Obsah vody ve vzduchu je klíčovým faktorem, který ovlivňuje kvalitu stlačeného vzduchu v pneumatických systémech. V okolním vzduchu je vždy přítomna určitá míra vodní páry, která se během komprese míchá se stlačeným vzduchem ve formě neviditelné vodní páry. Často se stává, že takový vzduch není nasycen, což znamená, že teplota vzduchu je vyšší než teplota rosného bodu, při které by došlo ke kondenzaci. Při kompresi a následném ochlazení na přibližnou teplotu okolního prostředí, nebo i po izotermické kompresi, dochází ke zvýšení limitu rosného bodu, což vede ke kondenzaci nadbytečné vody ze stlačeného vzduchu, dokud není dosaženo nového bodu nasycení. Kondenzovaná voda se shromažďuje a je odstraňována na vhodném místě, například v chladiči, prostřednictvím automaticky fungujících odvodňovacích zařízení.

Kompresní proces rovněž způsobuje vznik jemných mlžných kapek ve vzduchu, které lze zachytit ve vhodných filtrech, umožňujících jejich koalescenci. Filtry však mohou odstranit pouze kapky z proudění vzduchu, nikoli plynnou vodní páru. Pro odstranění i této vodní páry je nutné použít speciálně navržené sušičky stlačeného vzduchu.

Škodlivý vliv vody na pneumatické instalace není omezen pouze na tvorbu koroze. Kromě toho se může mazací film smýt z rotačních nebo lineárních pohonů, kluzné části mohou uvíznout nebo být poškozeny, což nevyhnutelně vede k poruchám zařízení. Nákladná údržba je logickým důsledkem. Dále hrozí nebezpečí zamrznutí zařízení umístěného venku. V místech kontaktu různých kovů mohou vzniknout elektrochemické mikroelementy, které vedou k povrchové korozi.

Množství kondenzované vody v závislosti na teplotě ukazuje, kolik vody může být odstraněno ze stlačeného vzduchu nebo kolik vody může ještě nenasycený stlačený vzduch absorbovat. Při teplotě okolí 20°C a relativní vlhkosti 60 % dosahuje obsah vlhkosti ve vzduchu 10,4 g/m^3. Kompresor s příkonem 100 m^3/h tak přenáší celkem 1040 g/h vlhkosti. Po kompresi na 7 barů se 100 m^3/h nasávaného vzduchu stane 12,5 m^3/h stlačeného vzduchu, který je nyní 100 % nasycen vodní párou. S konečnou teplotou stlačeného vzduchu 30°C, tento objem vzduchu hodinově dodává do systému stlačeného vzduchu závislou na teplotě nasycenou vodní zátěž 378 g/h. Rozdíl ve vlhkostní zátěži mezi vstupním a výstupním množstvím 1040 g/h – 378 g/h = 824 g/h vodní zátěže je oddělen v chladiči kompresoru.

Pneumatické systémy bez zařízení pro sušení vzduchu vyžadují nejen vodní pasti, ale také separátory vlhkosti. Tyto separátory a filtry by měly být instalovány těsně před odběrovým bodem, aby bylo minimální riziko dalšího ochlazování vzduchu za filtrem a tím pádem další kondenzace vlhkosti.

Rozpínání stlačeného vzduchu v pneumatickém zařízení je doprovázeno ochlazením. Nicméně, riziko kondenzace vody je minimální, protože s rozpínáním dochází k snížení teploty rosného bodu v poměru k míře rozpínání. To znamená, že efektivní řízení teploty a vlhkosti ve stlačeném vzduchu, společně s použitím vhodných sušiček a filtrů, je klíčové pro zajištění spolehlivého a efektivního provozu pneumatických systémů.

Přítomnost olejových reziduí v stlačeném vzduchu může mít jak pozitivní, tak negativní dopady na různá zařízení a procesy. Ve specifických aplikacích, jako jsou pneumatické stroje a nástroje, je určité množství oleje ve stlačeném vzduchu žádoucí nebo dokonce předepsané, protože olejová mlha slouží jako mazivo, které zlepšuje funkčnost a prodlužuje životnost zařízení. Tato olejová mlha je vytvářena přidáním jemně rozptýleného oleje do stlačeného vzduchu, což pomáhá snižovat tření a opotřebení pohyblivých částí.

Na druhé straně, existují zařízení a procesy, které musí zůstat zcela bez přítomnosti oleje. I malé množství oleje může vést k ucpání potrubí nebo k vytváření usazenin v kritických bodech, což může ohrozit správnou funkčnost zařízení. V automatických dopravních systémech může obsah oleje způsobovat slepení sypkých materiálů, zatímco potraviny, nápoje a farmaceutické produkty, které přicházejí do kontaktu se stlačeným vzduchem, musí být udržovány zcela bez oleje kvůli normám kvality a bezpečnosti.

Správný výběr typu oleje a jeho čistota jsou klíčové pro minimalizaci negativních vlivů na pneumatické komponenty. Oleje, které snadno oxidují nebo tvoří olejové kalíky, mají škodlivý vliv na pneumatické systémy. K tomu dochází zvláště při vysokých teplotách komprese, kde se může vytvářet pevný usazený materiál, který způsobuje záseky kluzných komponent.

Prevence kontaminace stlačeného vzduchu olejem zahrnuje několik strategií. Jednou z nich je optimalizace umístění vzduchového filtru a samotného kompresoru tak, aby byl minimalizován přísun oleje z okolního prostředí. U pístových kompresorů, kde olej tvoří těsnění mezi pístem a válcem, je důležité dbát na to, aby se olejové částice neoddělovaly a nevstupovaly do kompresního prostoru.

Moderní filtrační technologie hrají zásadní roli ve snižování přítomnosti olejových mikrokapek ve stlačeném vzduchu. Vysokovýkonné filtry jsou schopny odstraňovat i ty nejmenší mikrokapičky oleje, čímž zabraňují kontaminaci zařízení a procesů. Na rozdíl od hrubých filtrů nebo separátorů, které nedosahují požadované účinnosti, speciální filtry pro odstranění oleje zajišťují, že stlačený vzduch je v souladu s nejpřísnějšími normami čistoty.

Je důležité si uvědomit, že značná část oleje ve stlačeném vzduchu pochází z externích zdrojů, jako jsou směrové kontrolní ventily, válce a regulátory, které mohou být před odesláním namazány nebo olejovány. Proto je důležitá nejen správná volba kompresoru a filtrační technologie, ale také pravidelná údržba a kontrola všech komponent pneumatického systému, aby se zajistilo, že stlačený vzduch zůstává co nejčistější a neobsahuje nežádoucí olejové rezidua.

Obsah olejových par ve stlačeném vzduchu je vždy určitým způsobem přítomen bez ohledu na typ použitého kompresoru. Rotační šroubové kompresory s olejovým vstřikem jsou na trhu s kompresory dominantní, a to díky mnoha výhodám oproti jiným systémům komprese. Nyní tvoří nedílnou součást výroby stlačeného vzduchu. Při tomto typu kompresního systému je olej úmyslně přidáván do nasávaného okolního vzduchu během komprese. Residuální obsah oleje na tlakovém výstupu šroubových kompresorů se obvykle pohybuje v rozmezí 3 – 15 mg/m^3.

Nejen u šroubových kompresorů s olejovým vstřikem, ale i u osvědčených typů pístových nebo lamelových kompresorů se olej používá pro chlazení a mazání. Zatímco šroubové kompresory s olejovým vstřikem dosahují maximální teploty oleje okolo 85 – 90°C, olej v pístových kompresorech nebo lamelových typech dosahuje mnohem vyšších teplot.

I stlačený vzduch z nemaštěných kompresorových systémů není vždy zcela bez oleje. Jednak jsou mazány pohyblivé komponenty (např. kluzná ložiska) uvnitř kompresoru, jednak není vyloučeno, že uhlovodíky jsou nasávány z okolního vzduchu a tím koncentrovaně převedeny do potrubní sítě. Obsah par uhlovodíků se snižuje s klesající teplotou. U maziv na bázi minerálního oleje je často dostačující odhadnout tlak par na základě bodu zážehu. Pro každý mazací olej by měl být studován příslušný diagram tlaku par.

Obsah olejových par pro minerální olej je funkcí tlaku a teploty. Pro praktické použití je však nutné zvážit, do jaké míry je plynná fáze skutečně nasycena olejovými parami a při jakých teplotách k tomu dochází. Kromě toho se vynořuje otázka, zda nejmenší olejové kapky neplavou jako mlha ve vzdušném proudu, čímž způsobují mnohem vyšší obsah oleje, než by odpovídalo teoretickému nasycenému tlaku par. Je také důležité mít na paměti, že kompresor může v závislosti na teplotě, tlaku a systému komprese buď podporovat nebo bránit výskytu těkavých rozkladných produktů.

Když jsou vystaveny účinkům kyslíku ve vzduchu a významnému teplu, mohou tyto rozkladné produkty silně zkreslit koncentraci olejových par ve vzdušném proudu a někdy vést k dalekosáhlému rozptylu hodnot, když se pokoušíme změřit zbytkový olej.

V zobrazeném vzorci se zohledňuje obsah olejových par v mg/l pro olej ve stlačeném vzduchu s hustotou 1,29 g/dm^3 při 760 Torr a 273°K. Zjednodušením vzorce dostáváme výsledný vztah pro objem V ve m^3, který se používá k určení stupně nasycení vzduchu olejovými parami. Tato rovnice zohledňuje převrácenou hodnotu 10^-3 a rozměr m^3/dm^3 prostřednictvím koeficientu 10^3.

Z těchto vzorců je možné odvodit, že správná analýza a kontrola obsahu olejových par ve stlačeném vzduchu vyžaduje komplexní porozumění fyzikálním vlastnostem olejů a jejich chování za různých teplotních a tlakových podmínek. Tato znalost je nezbytná pro návrh účinných filtračních systémů a pro stanovení pracovních postupů, které zajistí, že stlačený vzduch bude splňovat příslušné standardy čistoty pro konkrétní průmyslové aplikace.

Nečistoty ve formě plynů ve stlačeném vzduchu jsou závažným tématem, které vyžaduje pozornost již v počáteční fázi navrhování a instalace systémů stlačeného vzduchu. Mezi tyto nečistoty primárně patří vodní pára a často také olej ve formě výparů. Existují však i další plynné nečistoty, jako je oxid siřičitý, oxid uhelnatý, uhlovodíky a další stopové plyny, jejichž přítomnost v stlačeném vzduchu je ovlivněna mimo jiné umístěním kompresoru. Tyto plyny mohou mít rozměry molekul v rozmezí přibližně 0,0002 – 0,0005 mm, což vyžaduje specifické metody pro jejich odstranění.

Z hlediska prevence je klíčové volit pro instalaci kompresorů místo, kde je vzduch co nejméně znečištěný. Výrobci kompresorů proto ve svých návodech k provozu doporučují odebírat pouze „čistý“ vzduch, který by měl být také co nejchladnější, aby se minimalizovala kondenzace vodní páry a snížilo riziko kondenzace olejových výparů.

Pravidelná kontrola čistoty stlačeného vzduchu podle normy ISO 8573-1:2010 je klíčová pro udržení optimálního výkonu a bezpečnosti pneumatických systémů. Postup kontroly obvykle zahrnuje několik etap. V prvním měsíci provozu zařízení se doporučuje provést tři testy v různé dny, aby se zajistila konzistentnost a spolehlivost výsledků. Tyto úvodní testy jsou zásadní pro ověření, zda nová instalace splňuje všechny požadované standardy.

Po úvodním měsíci provozu by mělo následovat období tří let, během kterého se kontrola čistoty provádí jednou ročně. Tato frekvence je dostatečná k monitorování jakýchkoliv změn v kvalitě vzduchu a umožňuje včasné odhalení potenciálních problémů, které by mohly vést k poškození zařízení nebo snížení jeho efektivity.

Po třech letech provozu, pokud předchozí výsledky testů vykazovaly hodnoty v rámci stanovených akceptačních kritérií, je možné interval testování prodloužit na dva roky. Toto rozhodnutí by mělo být vždy podloženo důkladnou analýzou historických dat a aktuálního stavu systému, aby bylo zajištěno, že prodloužení intervalu nebude mít negativní dopad na kvalitu a bezpečnost stlačeného vzduchu.

Kvalita stlačeného vzduchu je klíčovým faktorem pro zajištění bezpečného a efektivního provozu v mnoha průmyslových aplikacích, a proto je její pravidelné monitorování podle normy ISO 8573-1:2010 nezbytné. Tato norma definuje úrovně čistoty stlačeného vzduchu z hlediska pevných částic, vody, olejového aerosolu a mikrobiologie, což umožňuje podnikům zajistit, že jejich systémy pracují v optimálních podmínkách.

Měření kvality stlačeného vzduchu se obvykle provádí na několika měřicích bodech v závislosti na velikosti a složitosti systému. Ceny za tato měření se liší v závislosti na počtu analyzovaných parametrů a počtu měřicích bodů. Pro jednoduché měření pevných částic se cena pohybuje od 32 600 Kč za jediný měřicí bod až po 41 900 Kč za pět měřicích bodů.

Pokud je třeba provést komplexnější analýzu, která zahrnuje pevné částice, vodu a olejový aerosol, cena začíná na 47 300 Kč za jeden měřicí bod a dosahuje až 67 800 Kč za pět měřicích bodů. Tato komplexní analýza je zvláště důležitá pro aplikace, kde je kritická vysoká úroveň čistoty vzduchu, například ve farmaceutickém průmyslu nebo v potravinářství.

Pro specifické aplikace, kde hrozí riziko kontaminace mikroorganismy, je nutné provést i mikrobiologickou analýzu. Ceny za měření obsahu bakterií, kvasinek a plísní se pohybují od 32 900 Kč za jeden měřicí bod do 46 600 Kč za pět měřicích bodů.

Nejnáročnější a finančně nejvyšší typ měření kombinuje všechny uvedené parametry: pevné částice, vodu, olejový aerosol a mikrobiologii. Pro tuto úplnou analýzu je cena stanovena na 62 400 Kč za jediný měřicí bod a může dosáhnout až 88 400 Kč při použití pěti měřicích bodů.

Je důležité si uvědomit, že tyto ceny jsou indikativní a mohou se lišit v závislosti na specifických požadavcích zařízení a geografické lokalitě provozu. Investice do pravidelného monitoringu a udržování kvality stlačeného vzduchu je zásadní nejen pro splnění regulačních požadavků, ale také pro prodloužení životnosti zařízení a zajištění bezpečnosti pracovních procesů.

První a základní měřící bod se umisťuje na výstupu z kompresorovny. Je důležité, aby byl vzorek vzduchu odebrán za filtry stlačeného vzduchu, neboť nefiltrovaný vzduch může obsahovat nežádoucí nečistoty a oleje, které mohou zkreslit výsledky měření. Filtry zde slouží k odstranění větších částic a kondenzátu, což je první krok k zajištění kvality stlačeného vzduchu.

Druhým důležitým měřícím bodem jsou kritické body použití. Tyto body jsou vybírány na základě specifik daného průmyslového procesu nebo výrobního zařízení. Zde je potřeba kontrolovat vzduch, který přichází do přímého kontaktu s výrobky nebo materiály, nebo je využíván v zařízeních citlivých na kontaminaci. Tato místa jsou často specifická pro každou aplikaci a mohou zahrnovat například vstupy do balicích linek ve farmaceutickém průmyslu nebo ve výrobě elektroniky, kde je vyžadována vysoká úroveň čistoty vzduchu.

Třetí obvyklý bod pro měření se nachází v koncových úsecích rozvodů stlačeného vzduchu, kde se testuje, zda došlo k znečištění vzduchu v průběhu jeho distribuce rozvodnými systémy. To je důležité, protože i samotné potrubí může být zdrojem kontaminace, například prostřednictvím koroze, akumulace vlhkosti nebo externího znečištění.

Pro důkladné a spolehlivé hodnocení kvality stlačeného vzduchu je doporučeno provádět testy ve 3–4 měřicích bodech. Každý měřící bod by měl být pečlivě zvolen na základě specifik procesu a potenciálních rizik spojených s aplikací stlačeného vzduchu. Tyto body by měly být pravidelně revidovány a přizpůsobovány aktuálním provozním podmínkám a změnám v procesech. Tímto způsobem je možné zajistit, že systém stlačeného vzduchu bude neustále splňovat požadované standardy čistoty a bezpečnosti.

Typická doba odběru vzorků stlačeného vzduchu podle normy ISO 8573-1:2010 se může lišit v závislosti na požadavcích a parametrech, které se testují. Podle základních směrnic normy, zkoušky čistoty stlačeného vzduchu, kdy jsou sledovány parametry jako částice, voda a olej, na jednom měřicím bodu trvají zhruba jednu hodinu. Toto je základní časový rámec pro odběr a analýzu vzorků, který je potřebný k zajištění přesnosti a relevanci výsledků. Při přidání mikrobiologických testů do procesu se časová náročnost zvyšuje. Mikrobiologické zkoušky vyžadují delší inkubační doby a specifické laboratorní postupy, což celkovou dobu testování prodlužuje na až 1,5 hodiny. To je důležité zejména v aplikacích, kde je stlačený vzduch využíván v kritických čistých prostorách, jako jsou farmaceutické laboratoře nebo výrobní zařízení potravin, kde je nutné mít jasnou kontrolu nad mikrobiální kontaminací. 
V současné době existuje značný zájem o zajištění kvality stlačeného vzduchu ve výrobních a průmyslových prostředích, což vyžaduje přesné a spolehlivé testování. Při testování stlačeného vzduchu se zaměřujeme na několik klíčových parametrů, které ovlivňují jeho čistotu a využitelnost pro specifické průmyslové aplikace. Jedním z hlavních testů je analýza pevných částic a vlhkosti, kde se měří tlakový rosný bod. Výsledky těchto testů jsou dostupné okamžitě přímo na místě testování, což umožňuje rychlou reakci na zjištěné výsledky a případné okamžité úpravy v provozních procesech.V případě analýzy obsahu olejových aerosolů je situace o něco složitější. Vzorky je nutné doručit do laboratoře, protože jejich analýza vyžaduje pokročilé analytické metody, jako je například plynová chromatografie nebo spektrometrie. Tento proces trvá delší dobu, a výsledky jsou obvykle zaslány klientovi během 14 až 21 dnů ve formě podrobné zprávy.Mikrobiologické testování je dalším klíčovým prvkem, zejména v prostředích, kde je vyžadována vysoká úroveň sterility, jako jsou farmaceutické a potravinářské provozy. Vzorkování pro tyto testy zahrnuje použití médií TSA a SDA pro detekci bakterií, kvasinek a plísní. Stejně jako v případě olejových aerosolů, i zde probíhá inkubace a analýza vzorků v laboratoři, což zajistí vysoce přesné a spolehlivé výsledky.

Na tym grafu jest znázorněna závislost tlaku na objemu v zásobníku, což ukazuje, jak se tlak vzduchu mění v závislosti na objemu vzduchu v zásobníku. Tento vztah je důleżitý pro návrh a provoz vzduchových zásobníků, aby se zajistilo, że systém je bezpečný a efektivní. Výpočty jsou založeny na zákonu Boyle-Mariotte, který říká, że pro danou hmotnost plynu při konstantní teplotě je produkt tlaku a objemu konstantní.

Tento graf ukazuje účinnost kompresoru v závislosti na jeho zatížení. Je patrné, że účinnost kompresoru klesá s nižším zatížením. Tato závislost je důležitá pro efektivní provoz systému správně dimenzovaných kompresorů, aby se předešlo nadměrnému energetickému zatížení během období nízkého využití. Graf ukazuje, že optimální provoz kompresoru je obvykle dosažen při vyšším zatížení, kde účinnost je maximální.

Tento graf znázorňuje pokles tlaku ve vzduchovém potrubí v závislosti na jeho délce. Graf ukazuje, že tlak vzduchu klesá exponenciálně s rostoucí vzdáleností od kompresoru, což je klíčové pro návrh potrubních systémů. Je důležité správně navrhnout průměr potrubí a umístit kompresory tak, aby se minimalizoval pokles tlaku, což zajišťuje efektivní provoz celého systému.

Tento graf znázorňuje změnu teploty vzduchu v kompresoru v závislosti na stupni stlačení. Je vidět, że teplota vzduchu stoupá s rostoucím stupněm stlačení, což je důležité pro návrh a bezpečnost kompresorů. Vyšší teploty vyžadují odpovídající opatření, jako je chlazení, aby se zabránilo poškození zařízení a udrželo efektivní fungování.

Tento graf ukazuje závislost teploty rosního bodu na obsahu vody ve stlačeném vzduchu. Jak je vidět, teplota rosního bodu stoupá s rostoucím obsahem vody. Tento vztah je klíčový pro systémy stlačeného vzduchu, protože vyšší teploty rosního bodu mohou způsobit kondenzaci a korozní problémy ve vzduchových systémech.

Tento 3D graf ilustruje, jak se mění obsah oleje ve stlačeném vzduchu v závislosti na teplotě, tlaku a průtoku. Výsledky ukazují, że s rostoucí teplotou, tlakem a průtokem se zvyšuje obsah oleje. Tento vztah je důležitý pro optimalizaci provozu vzduchových systémů a výběr správných filtrů a údržbových postupů k minimalizaci kontaminace olejem.

Tento 3D graf ilustruje vliv teploty a tlaku na adsorpční schopnost sušiček. Výsledky ukazují, że s rostoucí teplotou a tlakem se snižuje adsorpční kapacita sušiček. Tato závislost je klíčová pro optimalizaci nastavení sušiček v systémech stlačeného vzduchu, aby bylo dosaženo maximální účinnosti odvlhčování a předešlo se problémům spojeným s kondenzací a korozí.

Úvod do kvality stlačeného vzduchu

Norma ISO 8573-1:2010 je klíčovým dokumentem pro klasifikaci a kontrolu kvality stlačeného vzduchu v průmyslových aplikacích. Tato norma definuje třídy čistoty stlačeného vzduchu pro tři hlavní typy kontaminantů: pevné částice, vodu a olej. Je nezbytná pro inženýry, techniky a manažery odpovědné za návrh, instalaci a údržbu systémů stlačeného vzduchu.

Význam kvality stlačeného vzduchu lze ilustrovat na různých průmyslových procesech. Například v polovodičovém průmyslu může i nejmenší kontaminace mít katastrofální následky. Jediná olejová částice o velikosti několika mikrometrů může ovlivnit funkčnost celého mikročipu. V potravinářském průmyslu mohou mikrobiologické kontaminace zanesené nedostatečně vyčištěným stlačeným vzduchem vést ke znečištění produktů a v nejhorším případě k zdravotním rizikům pro spotřebitele.

Základní pojmy čištění stlačeného vzduchu

Pro dosažení tříd čistoty definovaných v normě je nezbytné hluboké porozumění procesům čištění. Čištění stlačeného vzduchu je založeno na různých fyzikálních a chemických principech:

1. Odstranění pevných částic: Odstranění pevných částic se provádí především mechanickou filtrací. Používají se různé mechanismy: a) Přímé zachycení: Částice větší než otvory filtru jsou přímo zachyceny. b) Setrvačné zachycení: Větší částice kvůli své setrvačnosti nesledují proudnice vzduchu a narážejí na vlákna filtru. c) Difuze: Velmi malé částice (< 0,1 μm) se pohybují náhodně kvůli Brownovu pohybu a narážejí na vlákna filtru. Účinnost filtru lze popsat následující rovnicí: E = 1 – exp(-4αηL / (πdf)) Kde: E: účinnost filtru α: hustota náplně filtračního média η: účinnost jednotlivých vláken L: tloušťka filtru df: průměr vlákna
2. Odstranění vody: Odvlhčení stlačeného vzduchu je založeno na různých principech: a) Chlazení: Ochlazením vzduchu se snižuje rosný bod. Množství kondenzované vody lze vypočítat pomocí Clausius-Clapeyronovy rovnice: ln(P2/P1) = (ΔHvap/R) * (1/T1 – 1/T2) Kde: P1, P2: tlaky par při teplotách T1 a T2 ΔHvap: výparné teplo vody R: plynová konstanta b) Adsorpce: Použití sušicích prostředků jako silikagel nebo molekulární síta. Adsorpční kapacitu lze popsat Freundlichovou izotermou: x/m = kc^(1/n) Kde: x/m: adsorbované množství na jednotku adsorbentu c: rovnovážná koncentrace adsorptivu k, n: empirické konstanty
3. Odstranění oleje: Odstranění oleje často vyžaduje vícestupňový proces: a) Mechanická separace: Pro větší kapky oleje, podobně jako u odstranění částic. b) Koalescence: Malé kapky oleje se spojují do větších, které lze snadněji odstranit. c) Adsorpce: Pro odstranění olejových par, často s použitím aktivního uhlí. Adsorpční kapacitu lze popsat Langmuirovou izotermou: q = qm * (Kc) / (1 + Kc) Kde: q: adsorbované množství na jednotku adsorbentu qm: maximální adsorpční kapacita K: Langmuirova konstanta c: rovnovážná koncentrace adsorptivu

Tyto základní pojmy tvoří základ pro pochopení tříd čistoty definovaných v normě ISO 8573-1:2010. V další části se budeme podrobně věnovat jednotlivým třídám čistoty pro každý typ kontaminantu a vysvětlíme, jak jich lze v praxi dosáhnout a jak je měřit.

Třídy čistoty pro pevné částice

Norma definuje třídy čistoty pro pevné částice na základě maximálního počtu částic na metr krychlový vzduchu v různých velikostních rozsazích. Tato klasifikace je klíčová pro mnoho průmyslových aplikací, kde i nejmenší částice mohou způsobit problémy.

Podívejme se na třídy detailně:

Třída 1: Tato nejvyšší třída povoluje maximálně:

• 20 000 částic na m³ pro částice o velikosti 0,1-0,5 μm
• 400 částic na m³ pro částice o velikosti 0,5-1 μm
• 10 částic na m³ pro částice o velikosti 1-5 μm

Pro ilustraci náročnosti tohoto požadavku si představme objem jednoho krychlového metru. Pokud bychom tento objem rovnoměrně rozdělili na krychličky o hraně 1 mm, měli bychom miliardu takových krychliček. Třída 1 povoluje v celém tomto objemu pouze 10 částic větších než 1 μm. To odpovídá prakticky čistotě operačního sálu.

Praktický příklad: V polovodičovém průmyslu je často vyžadována tak vysoká čistota. Jediná částice o velikosti 1 μm by mohla pokrýt několik tranzistorů na moderním mikročipu a narušit tak jeho funkci.

Výpočet požadované účinnosti filtru: Předpokládejme, že okolní vzduch obsahuje 1 000 000 částic na m³ v rozsahu 0,1-0,5 μm. Pro dosažení třídy 1 musí filtr dosáhnout účinnosti:

E = (1 000 000 – 20 000) / 1 000 000 * 100 % = 98 %

To vyžaduje použití vysoce účinných HEPA filtrů (High Efficiency Particulate Air).

Třídy 2 až 5: Tyto třídy postupně povolují více částic. Například třída 3 povoluje:

• Žádné omezení pro částice o velikosti 0,1-0,5 μm
• 90 000 částic na m³ pro částice o velikosti 0,5-1 μm
• 1 000 částic na m³ pro částice o velikosti 1-5 μm

Praktický příklad: V potravinářském balicím průmyslu může být dostačující třída 3. Zde je důležitější kontrola větších částic, protože jsou spíše viditelné a mohly by ovlivnit vzhled produktu.

Třídy 6 a 7: Tyto třídy jsou definovány hmotnostní koncentrací.

• Třída 6: ≤ 5 mg/m³
• Třída 7: 5 < koncentrace ≤ 10 mg/m³

Tyto třídy jsou typické pro obecné průmyslové aplikace, jako jsou pneumatické nástroje nebo stříkací lakovací zařízení.

Výpočet hmotnostní koncentrace částic: Předpokládejme, že máme 1 000 000 sférických částic na m³ o průměru 1 μm a hustotě 2,5 g/cm³ (typické pro minerální prach).

Objem jedné částice: V = (4/3) * π * (0,5 * 10^-6 m)³ = 5,24 * 10^-19 m³ Hmotnost jedné částice: m = 5,24 * 10^-19 m³ * 2,5 * 10^6 g/m³ = 1,31 * 10^-12 g Celková hmotnost na m³: 1,31 * 10^-12 g * 1 000 000 = 1,31 mg/m³

Tato koncentrace by stále spadala do třídy 6.

Třídy čistoty pro vlhkost

Vlhkost ve stlačeném vzduchu je definována buď tlakovým rosným bodem (pro třídy 1-6), nebo obsahem vody (pro třídy 7-9). Kontrola vlhkosti je klíčová pro prevenci koroze, růstu bakterií a poruch v pneumatických systémech.

Třída 1: Tlakový rosný bod ≤ -70 °C Toto je nejpřísnější třída a vyžaduje speciální sušicí techniky, jako je kryogenní sušení nebo vysoce účinné adsorpční sušiče.

Praktický příklad: V kosmickém průmyslu, kde mohou nastat extrémní teplotní výkyvy, je vyžadován velmi nízký rosný bod, aby se zabránilo jakémukoliv tvoření ledu v pneumatických systémech.

Výpočet obsahu vody: Při -70 °C a 1 bar je tlak nasycených par vody přibližně 0,0026 Pa. Obsah vody = (0,0026 Pa / (1 * 10^5 Pa)) * 10^6 = 0,026 ppm (v/v)

To odpovídá přibližně 0,000021 g vody na m³ vzduchu – extrémně malé množství.

Třídy 2-6: Tyto pokrývají tlakové rosné body od -40 °C do +10 °C.

Praktický příklad pro třídu 4 (tlakový rosný bod ≤ +3 °C): V mnoha obecných průmyslových aplikacích, jako je použití stlačeného vzduchu pro pneumatické válce, je třída 4 dostačující. Zabraňuje kondenzaci při běžných okolních teplotách.

Výpočet odstranění vody: Předpokládejme, že máme vstup vzduchu při 20 °C, 100% relativní vlhkosti a tlaku 7 bar. Obsah vody je přibližně 23 g/m³. Pro dosažení třídy 4 musí být obsah vody snížen na přibližně 6 g/m³.

Množství vody k odstranění = 23 g/m³ – 6 g/m³ = 17 g/m³

Pro průtok vzduchu 100 m³/h to znamená odstranění 1,7 kg vody za hodinu.

Třídy 7-9: Tyto jsou definovány obsahem kapalné vody.

• Třída 7: ≤ 0,5 g/m³
• Třída 8: 0,5 < obsah vody ≤ 5 g/m³
• Třída 9: 5 < obsah vody ≤ 10 g/m³

Tyto třídy jsou typické pro aplikace, kde je určitá vlhkost tolerovatelná nebo dokonce žádoucí, jako jsou některé rozprašovací procesy.

Třídy čistoty pro olej

Třídy oleje se vztahují na celkový obsah oleje, včetně kapalného oleje, olejových aerosolů a olejových par. Kontrola obsahu oleje je klíčová pro prevenci kontaminace produktů, ucpávání filtrů a ventilů a environmentálních problémů.

Třída 1: ≤ 0,01 mg/m³ Toto je nejpřísnější třída a vyžaduje několik stupňů čištění.

Praktický příklad: Ve farmaceutickém průmyslu, kde by jakákoli kontaminace olejem mohla ovlivnit kvalitu produktu, je často vyžadována třída 1.

Výpočet požadované účinnosti čištění: Předpokládejme, že obsah oleje po kompresi je 5 mg/m³. Pro dosažení třídy 1 musí být účinnost čištění:

E = (5 – 0,01) / 5 * 100 % = 99,8 %

To typicky vyžaduje vícestupňovou filtraci:

1. Odlučovač oleje: Odstraňuje hrubé olejové kapky, účinnost asi 99 %
2. Jemný filtr: Odstraňuje jemnější olejové kapky, účinnost 99,99 %
3. Filtr s aktivním uhlím: Odstraňuje olejové páry, účinnost 99,9999 %

Celková účinnost: 1 – (1-0,99) * (1-0,9999) * (1-0,999999) = 99,999999 %

Třídy 2-4: Tyto postupně povolují vyšší obsah oleje.

• Třída 2: ≤ 0,1 mg/m³
• Třída 3: ≤ 1 mg/m³
• Třída 4: ≤ 5 mg/m³

Praktický příklad pro třídu 3: V obecném výrobním průmyslu, kde se stlačený vzduch používá pro pneumatické nástroje, je často dostačující třída 3. Malé množství oleje může být dokonce výhodné, protože přispívá k mazání nástrojů.

Výpočet koncentrace oleje ve vzduchu: Předpokládejme, že kompresor s výkonem 10 m³/min spotřebuje 0,1 ml oleje za hodinu.

Objem oleje na m³ vzduchu = (0,1 ml/h) / (10 m³/min * 60 min/h) = 0,000167 ml/m³ Při hustotě oleje 0,9 g/ml to dává hmotnostní koncentraci: 0,000167 ml/m³ * 0,9 g/ml = 0,15 mg/m³

To by odpovídalo třídě 3.

Aplikace těchto tříd čistoty v praxi vyžaduje hluboké porozumění čisticím technologiím a specifickým požadavkům daného průmyslu. V mnoha případech je pro dosažení a udržení požadované kvality vzduchu nutná kombinace různých čisticích technik.

Aplikace normy v různých průmyslových odvětvích

Norma ISO 8573-1:2010 nachází uplatnění v širokém spektru průmyslových odvětví, přičemž požadavky se mohou lišit podle konkrétního odvětví a specifického procesu. Pojďme se podívat na některé příklady:

Elektronický průmysl

V elektronickém průmyslu, zejména při výrobě polovodičů, jsou vyžadovány extrémně vysoké stupně čistoty.

Příklad: Výroba mikročipů

• Požadovaná třída: 1:2:1
• Zdůvodnění:
  • Částice: Třída 1, aby se zabránilo zkratům a vadám na mikročipech
  • Vlhkost: Třída 2, aby se zabránilo oxidaci a elektrostatickým výbojům
  • Olej: Třída 1, aby se zabránilo znečištění citlivých povrchů

Výpočet plochy čisté místnosti: Předpokládejme, že potřebujeme 1000 m³/h stlačeného vzduchu třídy 1:2:1. Pro vyčištění tohoto množství vzduchu potřebujeme filtrační plochu přibližně:

A = Q / v

Kde: A: plocha filtru v m² Q: průtok vzduchu v m³/s v: rychlost filtrace (typicky 0,03 m/s pro HEPA filtry)

A = (1000 / 3600) / 0,03 ≈ 9,26 m²

To ukazuje značné úsilí potřebné pro čištění vzduchu v tomto průmyslu.

Potravinářský a nápojový průmysl

V potravinářském průmyslu je nejvyšší prioritou prevence mikrobiologické kontaminace.

Příklad: Plnicí linka pro mléčné výrobky

• Požadovaná třída: 2:2:1 [0 KTJ/m³]
• Zdůvodnění:
  • Částice: Třída 2, aby se zabránilo viditelným nečistotám
  • Vlhkost: Třída 2, aby se zabránilo růstu bakterií
  • Olej: Třída 1, aby se zabránilo jakékoli kontaminaci produktu
  • Navíc: 0 KTJ/m³ (Kolonie tvořících jednotek), aby byla zajištěna mikrobiologická bezpečnost

Výpočet účinnosti sterilizace: Předpokládejme, že okolní vzduch obsahuje 1000 KTJ/m³. Požadovaná účinnost sterilizace je:

E = (1000 – 0) / 1000 * 100 % = 100 %

To v praxi často vyžaduje kombinaci HEPA filtrace a UV sterilizace.

Farmaceutický průmysl

Ve farmaceutickém průmyslu je kritická jak čistota, tak absence určitých kontaminantů.

Příklad: Výroba injekčních roztoků

• Požadovaná třída: 1:2:1 [CO2 < 500 ppm] [0 KTJ/m³]
• Zdůvodnění:
  • Částice: Třída 1, aby se zabránilo znečištění injekčních roztoků
  • Vlhkost: Třída 2, pro zajištění chemické stability
  • Olej: Třída 1, aby se zabránilo jakékoli kontaminaci
  • CO2 < 500 ppm, pro minimalizaci kolísání pH
  • 0 KTJ/m³, pro zajištění sterility

Výpočet odstranění CO2: Předpokládejme, že okolní vzduch obsahuje 1000 ppm CO2. Požadovaná účinnost odstranění je:

E = (1000 – 500) / 1000 * 100 % = 50 %

Toho lze dosáhnout použitím CO2 adsorbentů, například s aktivním uhlím nebo speciálními molekulárními síty.

Metody měření a jejich význam

Přesné měření kvality vzduchu je klíčové pro dodržování normy. Série ISO 8573 zahrnuje specifické části zabývající se metodami měření:

Měření částic (ISO 8573-4)

Metoda: Rozptyl světla nebo čítače kondenzačních jader Princip: Částice rozptylují světlo nebo slouží jako kondenzační jádra, což je detekováno a počítáno.

Příklad výpočtu: Předpokládejme, že čítač rozptylu světla měří v 1 litru vzduchu:

• 50 částic o velikosti 0,1-0,5 μm
• 10 částic o velikosti 0,5-1,0 μm
• 2 částice o velikosti 1,0-5,0 μm

Přepočet na 1 m³:

• 50 000 částic o velikosti 0,1-0,5 μm
• 10 000 částic o velikosti 0,5-1,0 μm
• 2 000 částic o velikosti 1,0-5,0 μm

To by odpovídalo třídě 3.

Měření vlhkosti (ISO 8573-3)

Metody:

1. Zrcátko rosného bodu
2. Kapacitní senzory

Příklad měření zrcátkem rosného bodu: Princip: Povrch se ochlazuje, dokud se netvoří kondenzát. Teplota, při které k tomu dochází, je rosný bod.

Výpočet obsahu vody z rosného bodu: Předpokládejme, že naměřený tlakový rosný bod je -40 °C při 7 bar.

1. Tlak nasycených par při -40 °C: přibližně 12,8 Pa
2. Parciální tlak vodní páry: 12,8 Pa * (7 + 1) = 102,4 Pa
3. Obsah vody: (102,4 / (7 * 10^5)) * 1000 = 0,146 g/m³

To odpovídá třídě 2 pro vlhkost.

Měření oleje (ISO 8573-2 a ISO 8573-5)

Metody:

1. Pro olejové aerosoly: Infračervená spektroskopie nebo plynová chromatografie
2. Pro olejové páry: Plamenový ionizační detektor (FID)

Příklad výpočtu pro měření FID: Předpokládejme, že FID měří koncentraci uhlovodíků 0,05 mg/m³ (jako ekvivalent methanu).

Přepočet na koncentraci oleje: Typický poměr oleje k ekvivalentu methanu: 1,5 Koncentrace oleje = 0,05 mg/m³ * 1,5 = 0,075 mg/m³

To by odpovídalo třídě 2 pro olej.

Speciální úvahy a výzvy

Mikrobiologická kontaminace

Ačkoli norma nedefinuje specifické třídy pro mikrobiologickou kontaminaci, je to v mnoha průmyslových odvětvích velmi důležité.

Metoda: Kultivace na živných médiích nebo PCR (polymerázová řetězová reakce)

Příklad: V potravinářském balicím zařízení je odebrán vzorek vzduchu o objemu 1000 litrů a kultivován na živném médiu. Po 48 hodinách je napočítáno 5 kolonií.

Výpočet KTJ/m³: KTJ/m³ = (5 kolonií / 1000 litrů) * 1000 = 5 KTJ/m³

To by bylo považováno za přijatelné v mnoha potravinářských aplikacích, ačkoli pro zvláště citlivé produkty mohou platit přísnější limity.

Koroze v systémech stlačeného vzduchu

Koroze v systémech stlačeného vzduchu je komplexní problém, který závisí na několika faktorech, včetně vlhkosti, kyselin a solí.

Příklad výpočtu rychlosti koroze: Předpokládejme, že máme ocelovou trubku s tloušťkou stěny 5 mm a měříme úbytek tloušťky stěny 0,1 mm za rok.

Rychlost koroze = 0,1 mm/rok Životnost do kritické tloušťky stěny (předpokládejme 2 mm): (5 mm – 2 mm) / 0,1 mm/rok = 30 let

To ukazuje význam kvality vzduchu pro dlouhodobou životnost systému.

Energetická účinnost a kvalita vzduchu

Dosažení vysoké kvality vzduchu často vyžaduje zvýšené energetické nároky. Je důležité najít rovnováhu mezi kvalitou a účinností.

Příklad výpočtu: Předpokládejme, že systém vyžaduje 100 kW k produkci 1000 m³/h stlačeného vzduchu třídy 3:4:3. Pro dosažení třídy 1:2:1 se energetická náročnost zvýší na 130 kW.

Náklady na energii za rok (při 8760 provozních hodinách a 0,15 €/kWh):

• Třída 3:4:3: 100 kW * 8760 h * 0,15 €/kWh = 131 400 €
• Třída 1:2:1: 130 kW * 8760 h * 0,15 €/kWh = 170 820 €

Rozdíl: 39 420 € za rok

Tyto zvýšené náklady musí být porovnány s výhodami vyšší kvality vzduchu.

Praktická aplikace normy ISO 8573-1:2010 vyžaduje hluboké porozumění nejen samotné normě, ale také specifickým požadavkům daného průmyslu a komplexním interakcím mezi různými faktory, jako je kvalita vzduchu, energetická účinnost a životnost systému. Pečlivá analýza a nepřetržité monitorování jsou klíčové pro dosažení optimálních výsledků a zajištění souladu s normou.